一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统及方法与流程

本发明涉及核电机组化学清洗领域，特别是一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统及方法。

背景技术：

1、基于核电站高温气冷堆蒸汽发生器的结构特点，运行过程中给水系统凝汽器、高压加热器、除氧器及相关管道等生成的腐蚀产物将带入蒸汽发生器中，并在蒸汽发生器传热管二次侧内沉积，形成沉积物，影响蒸汽发生器传热效率，严重时甚至可能发生由于沉积物剥落导致的传热管堵塞事故。

2、高温气冷堆核电蒸汽发生器运行条件和工况与常规压水堆蒸汽发生器存在较大差异（压水堆二回路介质走壳侧，然而高温气冷堆二回路介质走管侧），并且高温气冷堆给水全部在蒸汽发生器二次侧蒸发转换为气体，而且在高温气冷堆设计参数下蒸汽携带能力较差，容易在蒸汽发生器二次侧内沉积，所以与火力发电厂直流炉相似，而且运行温度低于火力发电厂直流炉，蒸汽携带杂质能力也更低，运行工况比火力发电厂直流炉更恶劣。

3、根据国内外高参数火电机组直流炉的运行经验，运行过程中给水系统生成的腐蚀产物均沉积于省煤器和水冷壁等换热器内表面，沉积速率大于50g/m2每年，随着使用年限的增加，将大大降低换热管的传热效率，经常发生由此引起的爆管事故，为了保证机组运行效率和安全性平均每5~10年即需要进行清洗。尽管已经采取了提高给水水质控制指标等措施，但是高温气冷堆二回路化学清洗难于避免需要实施，所以必须开发出安全、高效的高温气冷堆蒸二回路清洗工艺。

4、高温气冷堆蒸汽发生器换热管采用镍基合金材料，并且长期工作在高温高压工况下，局部有可能产生敏化现象。敏化后的传热管在酸性清洗液中会产生腐蚀，有可能引起换热管破损。

5、清洗期间蒸汽发生器一次侧属于停备用工况，如果换热管破损后不及时处理，酸性清洗液将由蒸汽发生器二次侧泄漏至一次侧，从而污染蒸汽发生器一次侧，腐蚀一次侧设备，造成重大核安全事故。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的现有技术问题是高温气冷堆管道清洗困难以及泄漏监测不及时。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统，其包括泄露监测单元，所述泄露监测单元包括除氧器、管道连接除氧器的高压加热器、管道连接高压加热器的蒸汽发生器、管道连接蒸汽发生器的汽轮机、管道连接汽轮机的凝汽器以及管道连接凝汽器的清洗箱。

4、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统的一种优选方案，其中：所述除氧器一侧设置有氦气注入阀、所述除氧器底端设置有给水泵入口阀、除氧器清洗液排放阀，所述除氧器顶端设置有除氧器放空阀以及蒸汽注入阀，所述给水泵入口阀一侧管道连接有给水泵，所述给水泵一侧管道连接有给水泵出口阀，所述给水泵出口阀管道连接高压加热器。

5、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统的一种优选方案，其中：所述高压加热器一侧管道连接有高压加热器出口阀，所述高压加热器出口阀管道连接蒸汽发生器，所述蒸汽发生器一侧连接有核岛氦质谱检漏仪，所述汽轮机一端设置有汽轮机入口阀，另一端设置有汽轮机出口阀，所述汽轮机入口阀管道连接蒸汽发生器，所述汽轮机一侧还设置有汽轮机旁路阀。

6、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统及方法的一种优选方案，其中：所述凝汽器底端设置有凝汽器清洗液排放阀，所述凝汽器的一侧设置有常规岛氦质谱检漏仪，所述凝汽器底端还管道连接有凝结水泵，所述凝结水泵贴近除氧器的一端设置有凝结水泵出口阀，所述凝结水泵出口阀接入除氧器。

7、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测系统的一种优选方案，其中：所述清洗箱一侧管道连接有清洗泵，所述清洗泵管道连接除氧器清洗液注入阀，所述除氧器清洗液注入阀接入除氧器，所述清洗泵与除氧器清洗液注入阀之间设置有凝汽器清洗液注入阀，所述凝汽器清洗液注入阀接入凝汽器。

8、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测方法的一种优选方案，其中：通过清洗泵向清洗循环系统内注入除盐水进行水冲洗；

9、启动凝结水泵、给水泵循环冲洗；

10、冲洗结束进行水压试验；

11、清洗系统循环升温；

12、清洗系统注入氦气，同时开启氦质谱检漏仪开始泄漏在线监测；

13、通过清洗泵向清洗循环系统内注入清洗液开始化学清洗，同时检测泄漏情况；

14、化学清洗后水冲洗。

15、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测方法的一种优选方案，其中：所述水冲洗包括在清洗箱中注入除盐水，启动清洗泵，向除氧器以及凝汽器注入除盐水，打开凝结水泵出口阀、给水泵入口阀、给水泵出口阀、高压加热器出口阀以及汽轮机旁路阀，启动凝结水泵与给水泵进行冲洗，当高压加热器与蒸汽发生器中的空气排完，除氧器、凝汽器的液位开始上涨时，关闭凝汽器清洗液注入阀，打开凝汽器清洗液排放阀，进行循环冲洗。

16、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测方法的一种优选方案，其中：所述水压试验包括水冲洗结束后关闭凝结水泵、凝结水泵出口阀、凝汽器清洗液排放阀、汽轮机旁路阀以及除氧器清洗液注入阀，使高压加热器、蒸汽发生器管路升压至2.0mpa，若小时内压力下降不大于0.01mp，即清洗回路内相关阀门密封严密无泄漏；

17、所述循环升温包括开启凝结水泵、凝结水泵出口阀、汽轮机旁路阀、给水泵入口阀、给水泵以及给水泵出口阀重新形成循环回路，开启蒸汽注入阀，升温速率2℃/h ~5℃/h，直至温度升至90-95℃。

18、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测方法的一种优选方案，其中：所述泄漏在线监测包括向打开氦气注入阀，注入氦气提高除氧器压力至0.5mpa以提高氦气在水中的溶解度，开启常规岛氦质谱检漏仪以及核岛氦质谱检漏仪进行泄漏在线监测；

19、所述化学清洗包括在清洗箱中加入清洗剂（3-6%柠檬酸、1-2%氨水、0.5%dpta（二乙烯三胺五醋酸）、0.5%缓蚀剂、0.1%抗坏血酸钠和水），开启清洗泵，打开除氧器清洗液注入阀，开始循环化学清洗；若换热管发生泄露，即关闭凝结水泵、给水泵，打开除氧器放空阀、除氧器清洗液排放阀以及凝汽器清洗液注入阀排空清洗液；

20、若换热管正常，化学清洗结束后对清洗液进行冷却排放，关闭凝结水泵和给水泵，打开除氧器放空阀、除氧器清洗液排放阀以及凝汽器清洗液排放阀排空清洗液，化学清洗结束。

21、作为本发明所述一种高温气冷堆二回路化学清洗泄漏在线监测方法的一种优选方案，其中：所述水冲洗包括关闭除氧器清洗液排放阀，向清洗箱中注入除盐水，启动清洗泵，打开除氧器清洗液注入阀、向除氧器注入除盐水，启动给水泵，冲洗高压加热器、蒸汽发生器，冲洗水通过凝汽器清洗液排放阀排放，当冲洗水达到h至6-8指标时，关小凝汽器清洗液排放阀），提高凝汽器汽侧水位，当水位达到凝结水泵运行要求时，启动凝结水泵，冲洗水达到h至6-8指标时，排放冲洗液，关闭凝结水泵、给水泵，打开除氧器清洗液排放阀、开大凝汽器清洗液排放阀）排空冲洗液，水冲洗结束。

22、本发明的有益效果：本清洗系统通过清洗清洗泵注入清洗液，凝结水泵、给水泵两级泵组对清洗液提供循环动力并控制除氧器及凝汽器汽侧水位，从而实现循环清洗。本清洗系统在除氧器注入氦气，并加压溶解至清洗液中，升压至14.3mpa以上，循环至整体循环回路，循环回路侧压力越高, 检测灵敏度越高。采用氦质谱检漏仪实时监测循环回路中换热器另外一侧气体中氦气含量，从而实现更加灵敏的泄漏在线监测，通常查漏技术检测下限可以测到1.0×10-7 pa·m3/s，本系统检测下限可以测到1.0×10-8 pa·m3/s。

23、本清洗系统在除氧器、凝汽器汽侧均设置有加药接口及排放接口，方便注入、排放清洗液，如果检测到发生泄漏能及时排放干净清洗系统内所有清洗液，保证设备安全。

24、本清洗系统在除氧器内设置有混合加热器，加热蒸汽直接和清洗液混合，具有极高的热量利用率，蒸汽与液体瞬间混合均匀，加热迅速，热效率高达100%，节能环保，高于传统的蒸汽表面加热器的热效率（80%到 90%之间）。

25、本清洗系统采用了高效清洗配方，除垢效率高，除垢率可以达到98%以上，优于gb∕t 34355-2017 蒸汽和热水锅炉化学清洗规则中规定的95%以上的优良标准；腐蚀速率低，金属的平均腐蚀速率小于1g/m2•h，优于gb∕t 34355-2017 蒸汽和热水锅炉化学清洗规则中规定的6g/m2•h腐蚀速率标准要求。