核电机组RCV系统腐蚀产物净化工艺优化方法与流程

核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法
技术领域
1.发明涉及核电机组rcv系统领域，尤其涉及一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法。


背景技术：

2.核电站大修工期优化问题在近年来得到越来越高的关注度，开展大修优化是降低运营成本，提高机组可用率和核心竞争力的有效重要途径，缩短大修工期、降低大修成本是核电站发展规划的要求。各核电机组的十年大修/首次换料大修，常规大修和短大修，其参考计划和实际执行的大修工期与同类型的美国三环路压水堆机组相比，存在较大差距。在停堆换料期间，rcv回路净化流量目前尚不满足需求，导致净化时间过长。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于提供一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其包括：
5.步骤s1：针对欲优化的rcv系统管线，建立系统流量特性分析模型；
6.步骤s2：对所述系统流量特性分析模型的关键设备节点进行节点计算分析得到节点计算分析数据；
7.步骤s3：在所述节点计算分析完成后，分别对所述系统流量特性分析模型中的过滤器以及除盐床进行性能试验研究分析得到性能试验研究分析数据；
8.步骤s4：基于对过滤器以及除盐床的性能试验研究分析以及所述节点计算分析，获得关键设备性能提升试验特性曲线，并将所述关键设备性能提升试验特性曲线的数据反馈至所述步骤s2中进行验证评估。
9.在一些实施例中，所述系统流量特性分析模型包括rcv系统接口、第一压力调节阀、容控箱、上充泵、低压下泄管线、净化管线、上充管线、主泵轴封注入管线以及冷段管线；
10.所述低压下泄管线的两端分别连接于所述rcv系统接口以及所述第一压力调节阀，所述净化管线的两端分别连接于所述第一压力调节阀以及所述容控箱，所述上充管线的两端分别连接于所述容控箱以及所述上充泵，所述上充管线经所述上充泵之后分别连接有所述主泵轴封注入管线以及所述冷段管线。
11.在一些实施例中，所述低压下泄管线上沿其液体流动方向依次设有第二压力调节阀，第一安全阀以及第一过滤器，所述净化管线上沿其液体流动方向依次设有所述除盐床以及第二过滤器；
12.所述系统流量特性分析模型还包括旁支管线，所述旁支管线的第一端连接于所述第一压力调节阀，所述旁支管线的第二端连接在所述第二过滤器之后的净化管线上。
13.在一些实施例中，所述系统流量特性分析模型中还包括能对所述rcv系统造成压
降的压降模块，所述压降模块对所述rcv系统造成压降的方式包括：
14.管线上的沿程阻力；
15.管线辅助部件引入的局部阻力；
16.管线上的滤网以及所述除盐床带来的压力损失。
17.在一些实施例中，所述步骤s2包括：
18.步骤s21：基于所述系统流量特性分析模型，根据所述rcv系统可能出现的变化因素，对所述rcv系统处于不同的工况下进行工况分析；
19.所述变化因素包括：rcv系统接口压力、容控箱背压、系统下泄流量以及过滤器的洁净程度。
20.在一些实施例中，所述工况分析包括以下三种：
21.在所述第一过滤器和所述第二过滤器分别为干净和堵塞的情况下，将所述容控箱背压固定，分析系统下泄流量随所述rcv系统接口压力的变化以及所述第二压力调节阀开度的变化；
22.在所述第一过滤器和所述第二过滤器分别为干净和堵塞的情况下，将所述rcv系统接口压力固定，分析所述系统下泄流量随所述容控箱背压的变化以及所述第二压力调节阀开度的变化；
23.在所述第一过滤器和所述第二过滤器分别为干净和堵塞的情况下，将所述系统下泄流量固定，分析第二压力调节阀随所述rcv系统接口压力的开度变化以及所述第二压力调节阀随所述容控箱背压的开度变化。
24.在一些实施例中，所述步骤s2还包括：
25.步骤s22：进行危险工况判定分析，若所述系统下泄流量大于流量标准值、或者所述rcv系统接口压力不在压力标准范围值内、或者所述容控箱背压不在背压标准范围值内，则分析结果不可取；若所述系统下泄流量小于流量标准值、所述rcv系统接口压力在压力标准范围值内以及所述容控箱背压在背压标准范围值内，则分析结果可取。
26.在一些实施例中，所述流量标准值为40m3/h，所述压力标准范围值为28至39bar.a，所述背压标准范围值为1.5至4bar.a。
27.在一些实施例中，在所述步骤s3中，对于所述过滤器的分析，执行以下三种分析：所述过滤器的洁净程度对于过滤器压降大小影响的分析；所述过滤器的承压特性分析；所述过滤器的结构完整性分析。
28.在一些实施例中，在所述步骤s3中，对于所述除盐床的分析，执行以下两种分析：所述除盐床的性能评价分析以及所述除盐床的结构完整性分析。
29.实施本发明具有以下有益效果：核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法包括：步骤s1：针对欲优化的rcv系统管线，建立系统流量特性分析模型；步骤s2：对系统流量特性分析模型的关键设备节点进行节点计算分析得到节点计算分析数据；步骤s3：在节点计算分析完成后，分别对系统流量特性分析模型中的过滤器以及除盐床进行性能试验研究分析得到性能试验研究分析数据；步骤s4：基于所述节点计算分析数据以及所述性能试验研究分析数据，获得关键设备性能提升试验特性曲线，并将关键设备性能提升试验特性曲线的数据反馈至步骤s2中进行验证评估。该优化方法提出了改进方案，使部分设备进行重新设计后能适应改进后的系统水力特性及运行要求，可以提高净化流量，优化后可节省大
修工期，经济效益明显。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：
31.图1是本发明一些实施例中的一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法的步骤流程示意图；
32.图2是本发明一些实施例中的系统流量特性分析模型的模型管线示意图；
33.图3是本发明一些实施例中的系统流量特性分析模型的关键设备节点的测量点的示意图；
34.图4是本发明一些实施例中的第一安全阀处压力随过滤器工况、容控箱背压以及系统下泄流量的变化规律示意图。
具体实施方式
35.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
36.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.请参阅图1，是本发明一些实施例中的一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，适用于核电厂停堆换料期间rcv系统活化腐蚀产物净化效率提升，该核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法的研究思路为：根据核电站rcv系统设备及上下游接口系统设备的流阻系数与承压特性对整个系统回路进行数值模拟分析计算，得出不同流量工况下各设备的运行参数。
38.该核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法包括步骤s1：针对欲优化的rcv系统管线，建立系统流量特性分析模型；
39.步骤s2：对系统流量特性分析模型的关键设备节点进行节点计算分析得到节点计算分析数据；
40.步骤s3：在节点计算分析完成后，分别对系统流量特性分析模型中的过滤器以及除盐床17进行性能试验研究分析得到性能试验研究分析数据；
41.步骤s4：基于所述节点计算分析数据以及所述性能试验研究分析数据，获得关键设备性能提升试验特性曲线，输出关键设备性能提升试验特性曲线，并将关键设备性能提升试验特性曲线的数据反馈至步骤s2中进行验证评估。
42.具体地，在步骤s1中，该核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法采用flomaster软件进行模拟分析，根据等轴图、eomm手册参数来建立flomaster模型，该系统流量特性分析模型是基于实际管线通过flomaster软件进行建模的虚拟模型，如图2所示，该系统流量特性分析模型包括rcv系统接口10、第一压力调节阀11、容控箱12、上充泵13、低压下泄管线21、净化管线22、上充管线23、主泵轴封注入管线24以及冷段管线25，该低压下泄管线21的两端分别连接于rcv系统接口10以及第一压力调节阀11，净化管线22的两端分别连接于第一压力调节阀11以及容控箱12，上充管线23的两端分别连接于容控箱12以及上充泵13，上充管线23经上充泵13之后分别连接有主泵轴封注入管线24以及冷段管线25。
43.其中，该rcv系统接口10用于与外部设备连接，从而将腐蚀产物引入该rcv系统中进行净化，该第一压力调节阀11用于调节流量压力大小，该容控箱12可作为除气塔，使放射性气体从此释放，定期排往废气处理系统，也可作为上充泵13的高位给水箱，为上充泵13提供水源。该上充泵13可在反应堆正常运行时为一回路补充含有硼酸的上充水，稳定回路系统压力，且向主泵提供机械密封冷却水，保证主泵机械密封正常工作，阻止主泵内有放射性的一回路水外泄。
44.进一步地，该低压下泄管线21上沿其液体流动方向依次设有第二压力调节阀14，第一安全阀15以及第一过滤器16，净化管线22上沿其液体流动方向依次设有除盐床17以及第二过滤器18，该系统流量特性分析模型还包括旁支管线26，旁支管线26的第一端连接于第一压力调节阀11，旁支管线26的第二端连接在第二过滤器18之后的净化管线22上。
45.其中，为了进一步提高该核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法的稳定性和准确性，该系统流量特性分析模型中还包括能对rcv系统造成压降的压降模块，压降模块对rcv系统造成压降的方式包括：管线上的沿程阻力；管线辅助部件引入的局部阻力；管线上的滤网以及除盐床17带来的压力损失。该管线辅助部件可包括弯头、三通、大小头、阀门以及孔板。
46.步骤s2包括：步骤s21：基于系统流量特性分析模型，根据rcv系统可能出现的变化因素，对rcv系统处于不同的工况下进行工况分析，该变化因素包括：rcv系统接口压力、容控箱背压、系统下泄流量以及过滤器的洁净程度。该变化因素为相对于容控箱12之前的管路部分，该第二压力调节阀14将一回路压力一直保持在24bar.a至30bar.a的定值，其开度按照控制逻辑自行调节，作为随变量。该过滤器的洁净程度为该过滤器洁净新滤芯与堵塞脏滤芯情况的不同压差。进行工况分析时，固定其中两个变量，作出其他变量的变化趋势。
47.其中，该工况分析包括以下三种：在第一过滤器16和第二过滤器18分别为干净和堵塞的情况下，将容控箱背压固定，分析系统下泄流量随rcv系统接口压力的变化以及第二压力调节阀14开度的变化；在第一过滤器16和第二过滤器18分别为干净和堵塞的情况下，将rcv系统接口压力固定，分析系统下泄流量随容控箱背压的变化以及第二压力调节阀14开度的变化；在第一过滤器16和第二过滤器18分别为干净和堵塞的情况下，将系统下泄流
量固定，分析第二压力调节阀14随rcv系统接口压力的开度变化以及第二压力调节阀14随容控箱背压的开度变化。上述前两个工况分析中的系统下泄流量均在20m3/h至40m3/h之间变化，第三个工况中系统下泄流量固定。
48.该步骤s2还包括步骤s22：进行危险工况判定分析，若系统下泄流量大于流量标准值、或者rcv系统接口压力不在压力标准范围值内、或者容控箱背压不在背压标准范围值内，则分析结果不可取；若系统下泄流量小于流量标准值、rcv系统接口压力在压力标准范围值内以及容控箱背压在背压标准范围值内，则分析结果可取。可以理解地，通过判定系统中危险工况设备点及优化原有设备运行特性，使得腐蚀产物净化工艺优化方案具备条件。
49.其中，该流量标准值为40m3/h，压力标准范围值为28至39bar.a，背压标准范围值为1.5至4bar.a。
50.在步骤s3中，对于过滤器的分析，执行以下三种分析：过滤器的洁净程度对于过滤器压降大小影响的分析；过滤器的承压特性分析；过滤器的结构完整性分析。对于除盐床17的分析，执行以下两种分析：除盐床17的性能评价分析以及除盐床17的结构完整性分析。可以理解地，对该过滤器以及除盐床17进行各种性能及力学指标的分析，并与相关规范和现场相关数据进行比对，如比对合格，再进入下一步骤，根据对过滤器以及除盐床17的分析，该过滤器以及除盐床17的调整部件可以是材料、材料设计、结构尺寸、壁厚、结构圆角等，可根据调整参数，对调整部件进行优化改进，根据过滤器以及除盐床17优化后的设计参数，确定该过滤器以及除盐床17的工作性能以及承压特性，直至满足使用要求后结束优化。
51.在具体实施例中，在系统下泄流量提升过程中，第一安全阀15在一定的条件下会开启。在系统同时满足以下三个条件时，第一安全阀15所在位置的压力超过其误差整定值13.2bar.a，该三个条件如下：
52.条件1：系统下泄流量超过35m3/h；
53.条件2：第一过滤器16和第二过滤器18两个同时堵塞压差大；
54.条件3：容控箱12的运行压力超过2.5bar.a；
55.上述的条件中，根据运行规程要求，在氧化期间，容控箱12投运的整定值是2.5bar.g，而容控箱12运行的最大压力为3.8bar.a。考虑到阀门整定值的偏差，并从保守的角度考虑，将净化时条件3的值取容控箱12允许运行的最大压力4bar.a。
56.对于条件2，过滤器的洁净程度影响了经过过滤器的压降大小，参见图4的柱状图，为第一安全阀处压力随过滤器工况、容控箱背压以及系统下泄流量的变化规律示意图，数字1/2/3代表达到的上述限制条件的数量，由图可以得出以下结论：
57.a.在容控箱12的背压从3bar.a升高到4bar.a时，第一安全阀15所在位置的压力也逐渐增加；
58.b.根据条件3的分析结论，选择容控箱12的背压4bar.a分析，同系统下泄流量下40m3/h，第四个支柱比第三个支柱低约2bar的压差，第三个支柱比第一个支柱低约1.5bar的压差，也就是两个过滤器不堵塞的工况会使第一安全阀15的起跳可能性大大降低；
59.实际运行过程中，过滤器没有实现实时压差监控，发生堵塞报警后进行过滤器更换，因而第一过滤器16与第二过滤器18在运行时，同时发生堵塞(滤芯脏)的情况是无法避免的，条件2无法消除。
60.在停堆换料期间，rcv回路净化流量目前最大为27.2m3/h，导致净化时间过长。在
保证运行安全的基础上，需要调节增加净化流量；综合考虑回路管线及下游阀门、设备如过滤器的运行性能评价，除盐床17性能评价及相关管线及除盐床17等设备的结构完整性评价。在本实施例中，如图3所示，对关键设备节点的测量地方为rcv系统接口10处，设于低压下泄管线21上的第三压力调节阀19处，设于低压下泄管线21上的压力表20处，第一安全阀15处，第二过滤器18后面的管线处，容控箱12处以及冷段管线25处，该关键设备节点的布置能更加全面地反应rcv系统总体的运行情况。对rcv回路进行分析计算，得出各节点的运行限值如图3所示，各节点中第一行的数值为该rcv回路净化流量为27.2m3/h时的各关键节点的压力值，第二行的数值为该rcv回路净化流量为35.6m3/h时的各关键节点的压力值，第三行的数值为该rcv回路净化流量为40m3/h时的各关键节点的压力值。
61.其中关键设备除盐床17及过滤器的目标承压特性已确定，根据图3的优化结果后将rcv回路净化流量由目前的27.2m3/h提升到约40m3/h左右，实现净化时间较大缩短，后期进一步通过试验优化后改进除盐床17及过滤器的设备结构以满足系统使用要求。改进完成后进一步带入分析计算模型进行验证评估。该路线形成了完整的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法。
62.可以理解地，本研究方法建立了rcv系统停堆期间氧化净化期间加大净化流量的优化方法，提出了改进方案，使部分设备进行重新设计后能适应改进后的系统水力特性及运行要求，优化结果表明，可以将净化流量从27m3/h提高到40m3/h，可节约大修工期3.84～7.88h。优化后可节省大修工期，经济效益明显。
63.可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

技术特征：
1.一种核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，包括：步骤s1：针对欲优化的rcv系统管线，建立系统流量特性分析模型；步骤s2：对所述系统流量特性分析模型的关键设备节点进行节点计算分析得到节点计算分析数据；步骤s3：在所述节点计算分析完成后，分别对所述系统流量特性分析模型中的过滤器以及除盐床(17)进行性能试验研究分析得到性能试验研究分析数据；步骤s4：基于所述节点计算分析数据以及所述性能试验研究分析数据，获得关键设备性能提升试验特性曲线，并将所述关键设备性能提升试验特性曲线的数据反馈至所述步骤s2中进行验证评估。2.根据权利要求1所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述系统流量特性分析模型包括rcv系统接口(10)、第一压力调节阀(11)、容控箱(12)、上充泵(13)、低压下泄管线(21)、净化管线(22)、上充管线(23)、主泵轴封注入管线(24)以及冷段管线(25)；所述低压下泄管线(21)的两端分别连接于所述rcv系统接口(10)以及所述第一压力调节阀(11)，所述净化管线(22)的两端分别连接于所述第一压力调节阀(11)以及所述容控箱(12)，所述上充管线(23)的两端分别连接于所述容控箱(12)以及所述上充泵(13)，所述上充管线(23)经所述上充泵(13)之后分别连接有所述主泵轴封注入管线(24)以及所述冷段管线(25)。3.根据权利要求2所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述低压下泄管线(21)上沿其液体流动方向依次设有第二压力调节阀(14)，第一安全阀(15)以及第一过滤器(16)，所述净化管线(22)上沿其液体流动方向依次设有所述除盐床(17)以及第二过滤器(18)；所述系统流量特性分析模型还包括旁支管线(26)，所述旁支管线(26)的第一端连接于所述第一压力调节阀(11)，所述旁支管线(26)的第二端连接在所述第二过滤器(18)之后的净化管线(22)上。4.根据权利要求2所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述系统流量特性分析模型中还包括能对所述rcv系统造成压降的压降模块，所述压降模块对所述rcv系统造成压降的方式包括：管线上的沿程阻力；管线辅助部件引入的局部阻力；管线上的滤网以及所述除盐床(17)带来的压力损失。5.根据权利要求3所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述步骤s2包括：步骤s21：基于所述系统流量特性分析模型，根据所述rcv系统可能出现的变化因素，对所述rcv系统处于不同的工况下进行工况分析；所述变化因素包括：rcv系统接口压力、容控箱背压、系统下泄流量以及过滤器的洁净程度。6.根据权利要求5所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述工况分析包括以下三种：
在所述第一过滤器(16)和所述第二过滤器(18)分别为干净和堵塞的情况下，将所述容控箱背压固定，分析系统下泄流量随所述rcv系统接口压力的变化以及所述第二压力调节阀(14)开度的变化；在所述第一过滤器(16)和所述第二过滤器(18)分别为干净和堵塞的情况下，将所述rcv系统接口压力固定，分析所述系统下泄流量随所述容控箱背压的变化以及所述第二压力调节阀(14)开度的变化；在所述第一过滤器(16)和所述第二过滤器(18)分别为干净和堵塞的情况下，将所述系统下泄流量固定，分析第二压力调节阀(14)随所述rcv系统接口压力的开度变化以及所述第二压力调节阀(14)随所述容控箱背压的开度变化。7.根据权利要求6所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：步骤s22：进行危险工况判定分析，若所述系统下泄流量大于流量标准值、或者所述rcv系统接口压力不在压力标准范围值内、或者所述容控箱背压不在背压标准范围值内，则分析结果不可取；若所述系统下泄流量小于流量标准值、所述rcv系统接口压力在压力标准范围值内以及所述容控箱背压在背压标准范围值内，则分析结果可取。8.根据权利要求7所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，所述流量标准值为40m3/h，所述压力标准范围值为28至39bar.a，所述背压标准范围值为1.5至4bar.a。9.根据权利要求1所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，在所述步骤s3中，对于所述过滤器的分析，执行以下三种分析：所述过滤器的洁净程度对于过滤器压降大小影响的分析；所述过滤器的承压特性分析；所述过滤器的结构完整性分析。10.根据权利要求9所述的核电机组rcv系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其特征在于，在所述步骤s3中，对于所述除盐床(17)的分析，执行以下两种分析：所述除盐床(17)的性能评价分析以及所述除盐床(17)的结构完整性分析。

技术总结
本发明公开一种核电机组RCV系统腐蚀产物净化工艺优化方法，其包括步骤S1：建立系统流量特性分析模型；步骤S2：对系统流量特性分析模型的关键设备节点进行节点计算分析得到节点计算分析数据；步骤S3：对系统流量特性分析模型中的过滤器以及除盐床进行性能试验研究分析得到性能试验研究分析数据；步骤S4：基于所述节点计算分析数据以及所述性能试验研究分析数据，获得关键设备性能提升试验特性曲线，并将关键设备性能提升试验特性曲线的数据反馈至步骤S2中进行验证评估。该优化方法提出了改进方案，使部分设备进行重新设计后能适应改进后的系统水力特性及运行要求，可以提高净化流量，优化后可节省大修工期，经济效益明显。经济效益明显。经济效益明显。


技术研发人员：徐樟楠 王树强 李均勇 王定义 林郁智 高翔 陈汉斌
受保护的技术使用者：岭东核电有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/20