一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统的制作方法

本发明属于核电厂蒸汽发生器检修技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统。

背景技术：

核电厂蒸汽发生器运行过程中，蒸汽发生器二次侧流动受限区域的表面污垢及缝隙中的有害杂质离子(如Cl^－，SO4^2－，Ca²⁺，Mg²⁺，Al³⁺等)因水的蒸发会出现局部浓缩。其中大部分会在蒸汽发生器二次侧内部水平和垂直固体表面参与形成泥渣堆积层，如二次侧管板表面、流量分配板表面、支撑板表面，以及传热管外表面等位置。泥渣沉积主要有以下三种危害：①杂质浓缩与管材腐蚀；②结垢与蒸汽压力下降；③梅花孔堵塞与水位不稳。

蒸汽发生器各层支撑板泥渣沉积有堵塞梅花孔的危险，进而引起反应堆功率不稳甚至降功率运行等后果。目前国内蒸汽发生器管板普遍采用的水力冲洗方式，受限于蒸汽发生器结构，较难应用于传热管外表面的泥渣清除。国外普遍采用化学清洗的方式进行蒸汽发生器上部构件的泥渣清除，但由于化学清洗对传热管有潜在的腐蚀风险，且化学清洗产生的大量废液处理也较为复杂，国内各方均较为谨慎。

目前，国内关于泥渣冲洗的研究主要集中在蒸汽发生器管板及附近的传热管上，而对蒸汽发生器流量分配板和支撑板的研究较少。通过对运行约10年左右的核电站传热管涡流检测结果分析，获得的蒸汽发生器二次侧泥渣分布数据表明，二次侧管板上的泥渣量仅占蒸汽发生器二次侧泥渣总量的不足5％，更多泥渣沉积在流量分配板和支撑板上。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，利用气体在水中膨胀时产生的压力波使传热管外表面、支撑板缝隙以及管板上泥渣松动、脱落，并通过水循环系统将其排出，实现蒸汽发生器流量分配板及支撑板的泥渣清除。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，该系统包括鼓泡装置；所述鼓泡装置包括惰性气体容器、释放阀和鼓泡喷嘴；惰性气体容器、释放阀和鼓泡喷嘴依次通过管路串联，鼓泡喷嘴伸入蒸汽发生器二次侧内，蒸汽发生器二次侧内充入一定水位的清洗水；

所述惰性气体容器用于存储惰性气体，惰性气体容器保持一定的正压力；

所述释放阀通过阀门的开闭和不同开度，控制鼓入到蒸汽发生器二次侧的惰性气体的体积和强度；

所述鼓泡喷嘴控制鼓入蒸汽发生器二次侧的气泡形态和运动轨迹。

该系统还包括鼓泡控制器；所述鼓泡控制器与惰性气体压缩气罐相连，鼓泡控制器控制惰性气体以脉冲形式间歇释放。

所述鼓泡控制器通过控制释放阀的开度、开闭时间和开闭频率实现惰性气体以脉冲形式间歇释放。

所述鼓泡控制器的鼓泡频率为每间隔8-12秒左右鼓泡一次，每次鼓泡持续3-6秒左右；鼓入蒸汽发生器二次侧内惰性气体的压力在2MPa至6MPa之间，鼓泡喷嘴与蒸汽发生器二次侧管板之间的夹角在-30°至+30°之间。

该系统还包括辅助系统；所述辅助系统用于对蒸汽发生器二次侧水位进行控制，并对清洗水中的泥渣进行过滤和收集。

所述辅助系统包括存储水箱、过滤模块、隔膜泵和废液箱；存储水箱内储存充入蒸汽发生器二次侧的清洗水，存储水箱内储存的清洗水通过隔膜泵驱动，将存储水箱中清洗水经过鼓泡喷嘴鼓入蒸汽发生器二次侧，蒸汽发生器二次侧中的清洗水再通过管路流入过滤模块，经过过滤模块过滤掉泥渣后，再次进入存储水箱，然后再通过隔膜泵泵入蒸汽发生器二次侧内部，实现清洗水的循环；清洗工作结束后，存储水箱中的清洗水排放至废液箱，经过无害化处理后按照规定进行排放，实现清洗工作的闭式循环。

所述清洗水为除盐水或化学清洁溶剂。

清洗过程中，逐步向蒸汽发生器二次侧中充清洗水，升高蒸汽发生器二次侧水位，依次充水至各层支撑板或流量分配板位置，对各层支撑板或流量分配板进行鼓泡清洗，清除支撑板或流量分配板及传热管外表面沉积的泥渣；

充水至最上层支撑板后，开始疏水，依次降至各层支撑板或流量分配板位置，对各层支撑板或流量分配板再次进行鼓泡清洗，清除支撑板或流量分配板及传热管外表面沉积的泥渣。

所述化学清洁溶剂包括除铁溶剂和除铜溶剂。

本发明的技术效果主要体现在：

本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，控制惰性气体以脉冲形式间歇释放形，水的运动、惰性气体膨胀产生的压力波及随后的水力振荡，使传热管外表面、支撑板(或流量分配板)缝隙以及管板上泥渣松动、脱落，有效清除蒸汽发生器二次侧的泥渣，同时不会对其产生潜在风险。

本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，鼓泡式化学清洗中，使用化学溶剂(除铁溶剂和除铜溶剂等)代替除盐水外，提高了清洗溶液对泥渣的冲刷和扰动，促进泥渣的溶解和疏松，提高了清洗效率。

本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，相比单独的化学清洗，可降低化学溶剂的浓度和化学溶剂的温度(溶剂的温度一般可降低至90℃左右)，相应的减少废液的排放和对内部构件潜在的腐蚀风险。

本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统还可更有效的清洗缝隙区域。

附图说明

图1为本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统示意图。

图中：1、鼓泡控制器，2、压缩气罐，3、隔膜泵，4、储存水箱，5、废液箱子，6、过滤模块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统详细说明。

如图1所示，本发明一种蒸汽发生器二次侧鼓泡清洗系统，包括鼓泡装置、鼓泡控制器和辅助系统；

所述鼓泡装置实现向蒸汽发生器内鼓泡的功能，所述鼓泡装置包括惰性气体容器(压缩气罐)、释放阀和鼓泡喷嘴；

所述惰性气体容器用于存储惰性气体(如氮气等)，并保持一定的正压力；

所述释放阀通过阀门的开闭和不同开度，控制惰性气体容器存储的惰性气体鼓入到蒸汽发生器二次侧的气体(气泡)的体积和强度等；

所述鼓泡喷嘴控制鼓入蒸汽发生器的气泡形态和运动轨迹；

所述鼓泡装置通过鼓泡产生以下作用，使泥渣松动、脱落，达到清洗的作用：

1)水流运动：高压惰性气体被快速地释放到二次侧水中时，产生压力脉冲，导致水流剧烈运动；

2)传热管与支撑板相对运动：鼓泡脉冲引起的速度波和压力波，导致传热管与支撑板的轻微相对运动；

3)两相流的扰动：惰性气体的快速膨胀与惰性气体泡的上升，引起蒸汽发生器内部两相流剧烈的扰动。

所述鼓泡控制器控制惰性气体释放阀的开度、时间和频率等参数，以便按设定的频率、强度和气量向蒸汽发生器二次侧释放惰性气体。

所述辅助系统用于对蒸汽发生器二次侧水位进行控制，对循环水中的泥渣进行过滤和收集；

所述辅助系统包括存储水箱、过滤模块、隔膜泵和废液箱；除盐水(或化学溶剂)先在存储水箱中配置完成，通过隔膜泵驱动，将存储水箱中液体经过鼓泡喷嘴鼓入蒸汽发生器，蒸汽发生器中的水(或溶剂)经过过滤模块过滤掉泥渣后，再次进入存储水箱，再通过隔膜泵泵入蒸汽发生器二次侧内部，实现清洗水的循环；

清洗工作结束后，存储水箱中的水排放至废液箱，经过无害化处理后按照规定进行排放，实现清洗工作的闭式循环。

在蒸汽发生器的二次侧注水至合适水位并在手孔上安装鼓泡控制器，鼓泡控制器与惰性气体压缩气罐相连，鼓泡控制器控制惰性气体以脉冲形式间歇释放形，水的运动、惰性气体膨胀产生的压力波及随后的水力振荡，使传热管外表面、支撑板(或流量分配板)缝隙以及管板上泥渣松动、脱落。

鼓泡控制器的鼓泡频率为每间隔8-12秒左右鼓泡一次，每次鼓泡持续3-6 秒左右；鼓入蒸汽发生器内气体(气泡)的压力为2MPa至6MPa之间，鼓泡喷嘴与二次侧管板之间的夹角选择在-30°至+30°之间。

清洗过程中，逐步向蒸汽发生器中充水，升高蒸汽发生器水位，依次充水至各层支撑板(或流量分配板)位置，进行各层支撑板(或流量分配板)鼓泡清洗，清除支撑板(或流量分配板)及传热管外表面沉积的泥渣；

充水至最上层支撑板后，开始疏水，依次降至各层支撑板(或流量分配板) 位置，进行各层支撑板(或流量分配板)鼓泡清洗，清除支撑板(或流量分配板)及传热管外表面沉积的泥渣；

鼓泡清洗步骤前后，使用刚性泥渣冲洗工具二次侧管板进行水力冲洗，清除原先沉积在管板表面以及在鼓泡清洗作用下汇集于管板表面的泥渣。