一种核电发电机内冷水处理装置的制作方法

技术领域：

本发明为一种核电发电机内冷水处理装置。

背景技术：
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由于水内冷发电机具有单机容量大、体积小、重量轻等特点，因此，在大型发电机组中得到广泛应用。水内冷发电机组因内冷水水质差所引起的事故不胜枚举，为了防止此类事故的发生，国内外对内冷水水质和铜的腐蚀机理及防腐方法进行大量研究，得出结论：a.内冷水电导率越低，电气绝缘性能越好，不会发生电气闪络等绝缘故障；b.铜腐蚀的根本原因是内冷水中存在着溶解氧和溶解二氧化碳，此外在腐蚀过程中产生的二价铜离子对腐蚀有加速作用；c.腐蚀产物进入内冷水，在定子线棒中被发电机磁场阻挡而沉积，可能导致空心导线逐渐被铜腐蚀产物堵塞或通流面积减小，引起发电机线圈温度上升，甚至烧损。

水内冷发电机空芯导线一般使用工业纯铜制造的。纯铜在不含氧的水中的腐蚀速度是很低的，仅有10^-4g/(m²·h)的数量级。由于补入调相机转冷水中含有二氧化碳和溶解氧，使水呈微酸性，并且在有氧时，铜的腐蚀速率就大大地增加。这就是由于水中游离的二氧化碳破坏了铜表面的保护膜，随着机组运行时间越长，铜的溶出量逐渐增加。当发现内冷水系统含铜量上升速度较快并且较高，就说明定子线棒内的内冷水系统发生严重的电化学腐蚀。腐蚀后的铜管表面露出基体铜合金的颜色，但无金属光泽，表面基本平整或略有凹凸不平，管壁明鲜减薄，呈均匀腐蚀的形貌。

另外，电化学腐蚀的一个重要特征是铜的腐蚀产物在低电位处发生堆积现象，腐蚀产物只有少量附着在腐蚀部位的管壁表面上，大部分都从管壁脱落而进入冷却介质中。在定子线棒中被发电机磁场阻挡而沉积，从而导致空芯导线逐渐被铜氧化物堵塞或通流面积变小，引起定子线圈温度升高，尤其在机组启停过程中有些铜垢剥落下来可能堵塞线棒流通部分，使被堵线圈或者铁芯温度升高甚至烧毁。其危害有两点：通常铜的腐蚀速率随温度的增高而急速增大。因此，线圈温度升高，会导致铜的加速腐蚀。如不及早控制，将会造成发电机线棒局部过热而损坏，严重者绝缘击穿造成接地事故。因此，控制铜的腐蚀，防止铜腐蚀产物的沉积是保证发电机安全运行的重要措施。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种核电发电机内冷水处理装置，结构简单、成本低的核电发电机内冷水处理装置，可做到内冷水的电导率最低、ph值适中，铜离子含量最低，最大限度地提高了核电发电机组的绝缘性，运行周期长的优点。本发明的技术方案为：一种核电发电机内冷水处理装置，由膜组件和离子交换器组成除离子净化系统，通过膜组件对核电发电机内冷水进行过滤筛分，入口隔离门(10)与发电机内冷水旁路(1)相连接，出口隔离门(22)通过出口管路(25)与核电发电机内冷水箱(8)底部进行连接。入口压力表(12)安装在入口管路(35)上，入口管路(35)连接入口过滤器(11)、入口涡轮流量计(14)、玻璃转子流量计(15)、通过循环泵(16)进入到膜组件(17)中。安装在入口管路上(35)的入口涡轮流量计(14)和玻璃转子流量计(15)来显示入水流量以及来水状态，入口涡轮流量计(14)将电子信号传输到控制器(26)，核电发电机内冷水由膜组件(17)的过滤后经出口过滤器(21)通过出口管路(25)回到核电发电机内冷水箱(8)中，出口管路(25)上装有出口压力表(20)显示装置运行状态，膜组件(17)截留下的核电发电机内冷水经由循环流量计(18)进入到所对应侧的离子交换器(19)中进行离子吸附，离子交换器(19)出水通过树脂捕捉器(23)重新进入到循环泵(16)的入口，再次通过膜组件(17)进行过滤循环，通过入口管路(35)上的入口取样门(13)对核电发电机内冷水进行在线取样，依次通过在线取样流量计(33)、在线二合一仪表(27)的电导率电极和ph电极，将在线监测数据实时传递到控制器(26)中。

碱化控制柜中的在线二合一仪表(27)与控制器(26)进行通讯连接，核电发电机内冷水通过入口管路(35)上的入口取样门(13)，依次通过在线取样流量计(33)，在线二合一仪表(27)的电导电极和ph电极进行在线数据监测，由在线二合一仪表(27)将在线监测数据传输到控制器(26)中，由控制器(26)对在线监测的数据的对比后，对加药泵(28)进行智能调控，由加药泵(28)将溶药箱(29)内的氢氧化钠溶液在缓冲池(30)稀释后通过取样回水门(32)加入到出口管路(25)路中，出口管路(25)通过核电内冷水回水管路(3)回到核电发电机内冷水箱(8)底部。

控制器(26)可通过控制取样切换阀(34)对入口取样门(13)和出口取样门(24)进行切换，来选择不同的取样水质。

通过控制器(26)控制补水电磁阀(31)对溶药箱(29)进行补水操作，从而简化溶药操作步骤。

本发明原理如下:

核电发电机内冷水处理装置是通过利用膜组件(17)的选择性过滤原理对核电发电机内冷水中的大分子颗粒进行过滤处理，之后通过离子交换树脂进行循环吸附。由碱化控制柜来加入一定浓度的氢氧化钠溶液来提高核电发电机内冷水系统的ph值来抑制核电发电机内冷水系统的铜腐蚀现象。从而使核电发电机内冷水系统水质保持合格的运行状态，来保障机组的安全、经济、稳定运行。

核电发电机内冷水处理装置由膜组件和离子交换器组成除离子净化系统，通过膜组件对核电发电机内冷水进行过滤筛分，入口隔离门(10)与发电机内冷水旁路(1)相连接，出口隔离门(22)与核电内冷水回水管路(3)相连接，最后回到核电发电机内冷水箱(8)底部。入口压力表(12)安装在入口管路(35)上，入口管路(35)连接入口过滤器(11)、入口涡轮流量计(14)、玻璃转子流量计(15)、通过循环泵(16)进入到膜组件(17)中。由安装在入口管路上(35)的入口涡轮流量计(14)和玻璃转子流量计(15)显示入水流量以及来水状态，入口涡轮流量计(14)将电子信号传输到控制器(26)，核电发电机内冷水由膜组件(17)的过滤后经出口过滤器(21)通过出口管路(25)回到核电发电机内冷水箱(8)中，出口管路(25)上装有出口压力表(20)显示装置运行状态。膜组件(17)截留下的核电发电机内冷水经由循环流量计(18)进入到所对应侧的离子交换器(19)中进行离子吸附，离子交换器(19)出水通过树脂捕捉器(23)重新进入到循环泵(16)的入口，再次通过膜组件(17)进行过滤循环，通过入口管路(35)上的入口取样门(13)对核电发电机内冷水进行在线取样，依次通过在线取样流量计(33)、在线二合一仪表(27)的电导率电极和ph电极，将在线监测数据实时传递到控制器(26)中。

碱化控制柜中的在线二合一仪表(27)与控制器(26)进行通讯连接，在线二合一仪表(27)将在线监测数据传输到控制器(26)中，由控制器(26)根据在线监测数据控制加药泵(28)，加药泵(28)将一定浓度的氢氧化钠溶液通过取样回水门(32)加入到出口管路(25)中。

核电发电机内冷水由入口取样门(13)进入，依次通过在线取样流量计(33)，在线二合一仪表(27)的电导电极和ph电极进行在线数据监测，并将在线二合一仪表(27)将在线监测数据传输到控制器(26)中，由控制器(26)对在线监测的数据的对比后，对加药泵(28)进行智能调控，由加药泵(28)将溶药箱(29)内的氢氧化钠溶液在缓冲池(30)稀释后通过取样回水门(32)加入到出口管路(25)路中，最终进入到核电发电机内冷水箱(8)内完成一次核电发电机内冷水碱化控制的过程。

还可根据核电发电机内冷水实际运行情况，当核电发电机内冷水外部干扰过大时，切换运行模式，增加外循环流量，增大处理速度，降低外部干扰因素。同时配有俩台循环泵(16)一备一用，可在主循环泵出现异常情况的时候，自动切换至备用循环泵。保证安全正常运行。

本发明技术效果：

本发明装置对核电机组的发电机内冷水系统存在的不溶解固态铜和其他阴阳离子通过膜组件(17)的选择性过滤原理进行过滤处理并利用离子交换树脂的离子交换方式对铜离子及其他离子进行吸附交换，来达到纯化核电发电机内冷水的目的。并通过碱化控制系统像核电发电机内冷水系统中加入一定浓度的氢氧化钠溶液进行碱化处理。通过控制器(26)进行自动调节控制，使核电发电机内冷水的在线监测数据控制在ph值为7.00～9.00；电导率为0～2.00μs/cm范围内。核电发电机内冷水处理装置可根据在线监测数据进行自动运行，并根据实际需要调整运行状态。

还可根据核电发电机内冷水实际运行情况，当核电发电机内冷水外部干扰过大时，切换运行模式，增加外循环流量，增大处理速度，降低外部干扰因素。同时配有俩台循环泵(16)一备一用，可在主循环泵出现异常情况的时候，自动切换至备用循环泵。保证安全正常运行。

本发明装置具有结构简单、成本低、内冷水的电导率最低、ph值适中，铜离子含量最低，最大限度地提高了核电发电机组的绝缘性，运行周期长的优点。本发明的方法具有工艺简单、操作方便、具有一定的自动化程度的优点。

附图说明：

图1是本发明装置在核电发电机内冷水系统中连接示意图。

图2是本发明除离子系统连接示意图。

图3是本发明碱化控制系统连接示意图。

具体实施方式：

如图2所示一种核电发电机内冷水处理装置，由膜组件和离子交换器组成除离子净化系统，通过膜组件对核电发电机内冷水进行过滤筛分，入口隔离门10与发电机内冷水旁路1相连接，出口隔离门22通过出口管路25与核电发电机内冷水箱8底部进行连接，入口压力表12安装在入口管路35上，入口管路35连接入口过滤器11、入口涡轮流量计14、玻璃转子流量计15、通过循环泵16进入到膜组件17中，安装在入口管路上35的入口涡轮流量计14和玻璃转子流量计15来显示入水流量以及来水状态，入口涡轮流量计14将电子信号传输到控制器26，核电发电机内冷水由膜组件17的过滤后经出口过滤器21通过出口管路25回到核电发电机内冷水箱8中，出口管路25上装有出口压力表20显示装置运行状态，膜组件17截留下的核电发电机内冷水经由循环流量计18进入到所对应侧的离子交换器19中进行离子吸附，离子交换器19出水通过树脂捕捉器23重新进入到循环泵16的入口，再次通过膜组件17进行过滤循环，通过入口管路35上的入口取样门13对核电发电机内冷水进行在线取样，依次通过在线取样流量计33、在线二合一仪表27的电导率电极和ph电极，将在线监测数据实时传递到控制器26中。

如图3所示，碱化控制柜中的在线二合一仪表27与控制器26进行通讯连接，核电发电机内冷水通过入口管路35上的入口取样门13，依次通过在线取样流量计33，在线二合一仪表27的电导电极和ph电极进行在线数据监测，由在线二合一仪表27将在线监测数据传输到控制器26中，由控制器26对在线监测的数据的对比后，对加药泵28进行智能调控，由加药泵28将溶药箱29内的氢氧化钠溶液在缓冲池30稀释后通过取样回水门32加入到出口管路25路中，出口管路25通过核电内冷水回水管路3回到核电发电机内冷水箱8底部。

如图2所示，控制器26可通过控制取样切换阀34对入口取样门13和出口取样门24进行切换。

通过控制器26控制补水电磁阀31对溶药箱29进行补水操作。

如图1所示，由膜组件和离子交换器组成除离子净化系统，通过膜组件对核电发电机内冷水进行过滤筛分，入口隔离门10与核电发电机内冷水旁路1相连接，出口隔离门22通过出口管路3与核电发电机内冷水箱8底部进行连接。核电发电机内冷水处理装置所连接的核电发电机内冷水旁路1位于核电发电机内冷水系统冷却器5和核电发电机内冷水系统过滤器6之间。核电发电机内冷水通过内冷水泵4将核电发电机内冷水水箱8中的内冷水依次通过核电发电机内冷水系统冷却器5和核电发电机内冷水系统过滤器6进入到励磁线圈7中，最后再回到核电发电机内冷水水箱8中。随着核电发电机内冷水系统的消耗通过除盐水补水9向核电发电机内冷水系统中补充除盐水。

如图2所示，入口压力表12安装在入口管路35上，入口管路35连接入口过滤器11、入口涡轮流量计14、玻璃转子流量计15、通过循环泵16进入到膜组件17中。安装在入口管路上35的入口涡轮流量计14和玻璃转子流量计15来显示入水流量以及来水状态，入口涡轮流量计14将电子信号传输到控制器26，核电发电机内冷水由膜组件17的过滤后经出口过滤器21通过出口管路25回到核电发电机内冷水箱8中，出口管路25上装有出口压力表20显示装置运行状态，膜组件17截留下的核电发电机内冷水经由循环流量计18进入到所对应侧的离子交换器19中进行离子吸附，离子交换器19出水通过树脂捕捉器23重新进入到循环泵16的入口，再次通过膜组件17进行过滤循环，通过入口管路35上的入口取样门13对核电发电机内冷水进行在线取样，依次通过在线取样流量计33、在线二合一仪表27的电导率电极和ph电极，将在线监测数据实时传递到控制器26中。

如图3所示，碱化控制柜中的在线二合一仪表27与控制器26进行通讯连接，核电发电机内冷水通过入口管路35上的入口取样门13，依次通过在线取样流量计33，在线二合一仪表27的电导电极和ph电极进行在线数据监测，由在线二合一仪表27将在线监测数据传输到控制器26中，由控制器26对在线监测的数据的对比后，对加药泵28进行智能调控，由加药泵28将溶药箱29内的氢氧化钠溶液在缓冲池30稀释后通过取样回水门32加入到出口管路25路中，出口管路25通过核电内冷水回水管路3回到核电发电机内冷水箱8底部。

核电发电机内冷水由入口取样门13进入，依次通过在线取样流量计33，在线二合一仪表27的电导电极和ph电极进行在线数据监测，由在线二合一仪表27将在线监测数据传输到控制器26中，控制器26对在线监测的数据的对比后，对加药泵28进行智能调控，由加药泵28将溶药箱29内的氢氧化钠溶液通过取样回水门32加入到出口管路25路中，最终进入到核电发电机内冷水箱8内完成一次核电发电机内冷水碱化控制的过程。

核电发电机内冷水完成多次循环后，由控制器26将核电发电机内冷水的电导率在可控的情况下达到设定范围，保证核电发电机内冷水电导率和ph值在合理范围内波动，使核电发电机内冷水一直处于最优状态并整套药品消耗和树脂损耗达到最低。

除离子系统组成：入口过滤器11、流量传感器14、玻璃转子流量计15、循环泵16、膜组件17、循环流量计18、离子交换器19、出口压力表20、出口过滤器21。

碱化控制系统：在线二合一仪表27、控制器26、加药泵28、在线取样流量计33。