一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法及系统与流程

本发明涉及核电站除氧，尤其涉及一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法及系统。

背景技术：

氧腐蚀是影响核电厂安全运行和使用寿命的重要因素之一，导致氧腐蚀的最重要因素是水中的溶解氧含量。低压催化加氢除氧技术是一种新型的除氧技术，钯金属作为催化剂吸附在树脂上。常温下，向含有溶解氧的水中通入氢气，在金属钯催化剂的作用下，与水中的溶解氧发生氧化还原反应，反应物是水，对水质无影响。该催化除氧技术除氧效果优异、性能稳定，可以大幅度降低一、二回路补给水的溶解氧含量，有利于从源头上降低电站腐蚀风险。

例如专利公开号为cn208103985u的中国实用新型专利，于2018年11月16日公开了一种核电站的催化除氧系统，包括通过管道依次连接的除盐水箱、管道混合器、催化除氧树脂罐、混合树脂罐、树脂捕捉器、达标出水口，在所述管道混合器上还连接氢气源或联氨加药罐，所述催化除氧树脂罐、所述混合树脂罐、所述树脂捕捉器与脱气罐通过管道连接。催化树脂罐可以催化系统中的氧气和氢气或者联氨反应，混合树脂罐能够吸附系统中产生的有机杂质等异物，而且可以有效阻拦催化树脂脱落的钯进入到后续系统，调节系统出水的ph。主要是对除氧的整体结构，尤其是树脂罐进行设计改进。

但是在电站一、二回路的补给水溶解氧浓度随着催化除氧单元的运行，而不断降低，因此需要根据补给水的溶解氧含量，调整加氢量。避免加氢量不足，除氧效果不佳；加氢量过大，增加氢爆的风险。查阅国内核电催化除氧技术加氢量控制相关的资料，目前仍然停留在理论研究等方面，并没有经过实际验证的经验和数据指导如何确定加氢的种类、压力、流量等相关信息。

技术实现要素：

本发明提供一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法，根据催化除氧装置入口溶解氧浓度不同，调整所添加的氢气量，使得所添加的氢气可以与水中溶解氧充分反应且又不至于加氢量过大，导致氢气检测仪报警。

本发明采用如下的技术方案：

一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法，其中包括计算加氢流量的步骤，催化除氧的加氢流量按照以下公式进行计算：

其中：

假设催化除氧单元系统流速为82m³/h；系统压力为1.08mpa时，不同的溶解氧浓度所对应的氢气添加流速如下表所示：

上述的加氢控制方法，按照如下流程进行：

选择合适浓度氢气调整氢气加压确认入口溶解氧浓度

根据公式计算加氢流量开始加氢。

选择合适氢气浓度：因为氢气纯度直接影响催化除氧的效果，氢气纯度越高，相同加氢流量的情况下，效果越好。本发明中采用的氢气纯度为90%以上，优选为≥99.999%。

调整加氢加压：催化除氧所使用的氢气采用低压加氢的方式进行添加。一般氢气的来源为高压氢气（18mpa），加入系统之前经减压阀进行减压，进一步优选，将氢气压力降低至1mpa至2mpa后，通过静态混合器，进入至系统，与水中溶解氧进行反应。

更进一步优选，将氢气压力降低1.23mpa至1.39mpa。

确认入口溶解氧浓度：通过在线溶解氧表或离线溶解氧表进行测量；

根据公式计算加氢流量：按照上述的加氢流量计算公式，计算出加氢流量；

开始加氢：按照计算好的流量进行加氢。

作为优选，在加氢过程中，间隔重复计算加氢流量的步骤。

作为优选，每隔2-3小时计算一次加氢流量。在满足除氧和氢爆的前提下，也可以根据现场实际情况调整。

本发明还提供一种用于核电厂催化除氧的加氢控制系统，包括氢气储罐和沿着氢气储罐至混合器的管道上依次设置的第一压力表、减压阀、第二压力表、电磁阀、调节阀和流量计。所述流量计通过上述的加氢流量计算公式计算所得的流量值进行设定。

第一压力表监测上游氢气压力是否充足；减压阀将氢气站或氢气瓶压力进行降低，满足下游催化加氢压力要求；第二压力表监测催化加氢压力，基本为系统运行压力；电磁阀作为氢气隔离阀；调节阀用于调节氢气流量；流量计在线监测氢气流量。

通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：

1）开创了催化除氧技术加氢流量的计算方法。

2）可根据不同的溶解氧，选择不同的加氢流量。

3）通过此方法控制加氢，系统稳定性及安全性较高，且除氧效果好。

附图说明

附图1为本发明所述的加氢控制方法流程图；

附图2为本发明所述的加氢控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法，按照如下的流程进行：

（1）选择合适氢气浓度：因为氢气纯度直接影响催化除氧的效果，氢气纯度越高，相同加氢流量的情况下，效果越好。本实施例选择浓度≥99.999%的氢气。

（2）调整加氢加压：催化除氧所使用的氢气采用低压加氢的方式进行添加。一般氢气的来源为高压氢气（18mpa），加入系统之前经减压阀进行减压，进一步优选，将氢气压力降低至1.23mpa后，通过静态混合器，进入至系统，与水中溶解氧进行反应。

（3）确认入口溶解氧浓度，本实施例测得氧气浓度为7000ppb；

（4）根据公式计算加氢流量：按照加氢流量计算公式：

其中：

计算出加氢流量为73.5l/h；

（5）开始加氢：按照计算好的流量进行加氢。

实施例2：

一种用于核电厂催化除氧的加氢控制方法，按照如下的流程进行：

（1）选择合适氢气浓度：因为氢气纯度直接影响催化除氧的效果，氢气纯度越高，相同加氢流量的情况下，效果越好。本实施例选择浓度≥99.999%的氢气。

（2）调整加氢加压：催化除氧所使用的氢气采用低压加氢的方式进行添加。一般氢气的来源为高压氢气（18mpa），加入系统之前经减压阀进行减压，进一步优选，将氢气压力降低至1.35mpa后，通过静态混合器，进入至系统，与水中溶解氧进行反应。

（3）确认入口溶解氧浓度，本实施例测得氧气浓度为5000ppb；

（4）根据公式计算加氢流量：按照实施例1中的加氢流量计算公式，计算出加氢流量为52.5l/h：

（5）开始加氢：按照计算好的加氢流量进行加氢。

实施例3：

一种用于核电厂催化除氧的加氢控制系统，

包括氢气储罐01和沿着氢气储罐01至混合器的管道上依次设置的第一压力表02、减压阀03、第二压力表04、电磁阀05、调节阀06和流量计07。所述流量计07通过上述的加氢流量计算公式计算所得的流量值进行设定。

其加氢控制方法按照如下的流程进行：

（1）选择合适氢气浓度：因为氢气纯度直接影响催化除氧的效果，氢气纯度越高，相同加氢流量的情况下，效果越好。本实施例选择浓度≥99.999%的氢气。

（2）调整加氢加压：催化除氧所使用的氢气采用低压加氢的方式进行添加。一般氢气的来源为高压氢气（18mpa），加入系统之前经减压阀进行减压，进一步优选，将氢气压力降低至1.35mpa后，通过静态混合器，进入至系统，与水中溶解氧进行反应。

（3）确认入口溶解氧浓度，本实施例测得氧气浓度为6000ppb；

（4）根据公式计算加氢流量：按照实施例1中的加氢流量计算公式，计算出加氢流量为63l/h：

（5）开始加氢：按照计算好的加氢流量63l/h进行加氢。