[發明專利]一種清洗除鈉的工藝和系統

有效

• 申請號: 201310046483.4
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103100528A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 謝淳;元歪妹;禹春利;俞曉琛;李君瑜;劉績偉;李凌霄;盧曉春;徐遲;李煦;高耀鵬
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: B08B3/00
• 分類號: B08B3/00;B08B3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明屬于快中子反應堆技術領域，具體涉及一種清洗除鈉的工藝和系統。

背景技術

快堆采用鈉作為冷卻劑，使得它不同于水堆，由于鈉的存在給設備的檢查、維修和更換等操作帶來了一定的技術難度，必須增加清洗除鈉的過程。

清洗除鈉是為了除去設備內殘留的鈉、氧化鈉（Na₂O）、氫化鈉（NaH）和沉積在冷區的鈉氣溶膠。中國實驗快堆（CEFR）內可更換的主要設備如一回路鈉循環泵、中間熱交換器、安全棒驅動機構、補償-調節棒驅動機構、換料機、裝卸料提升機、二回路鈉循環泵等的更換、檢修都需要進行清洗除鈉。

法國、德國和俄羅斯等研究鈉冷快堆較早的國家對于含鈉設備進行了基于水的清洗方法、基于醇的清洗方法和蒸餾清洗法的研究。基于水的清洗方法包括水蒸汽清洗法和水霧法，水蒸汽清洗法的過程實質上是金屬鈉與水的化學反應過程，該反應為激烈的、瞬間、放熱反應，伴隨著大量的氫氣放出，氫氣與空氣中的氧所形成的混合氣有著火和爆炸的危險，同時產生堿性的氫氧化鈉腐蝕液。因此急需研究一種能夠避免爆炸和腐蝕危險的除鈉工藝及系統。

發明內容

（一）發明目的

根據現有技術所存在的問題，本發明提供了一種能夠避免爆炸危險、預防結構材料表面過熱且能對設備內殘留的鈉進行有效、快速清洗的工藝及其相應的系統。

（二）技術方案

為了解決現有技術所存在的問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種清洗除鈉的工藝，該工藝包括以下步驟：

（1）惰性環境的建立?

啟動真空泵8，將清洗除鈉的系統抽真空至-90kPa后充氮氣至0.01MPa；

（2）待清洗設備的吊裝

將待清洗的設備吊入清洗罐3內的清洗吊籃中，并將清洗罐3密封；

（3）系統的預熱????????

對電熱蒸汽發生器（2）與清洗罐（3）相連的管道及清洗罐（3）進行電加熱；?

（4）水蒸汽清洗

先后向清洗罐3通入氮氣和水蒸汽，對待清洗設備清洗過程中產生的混合氣體經清洗罐3排出，該氣體經冷凝并經氣液分離器9分離后，利用氫分析儀10連續監測該氣體中氫的含量，若氫含量超過1%（體積百分數），則切斷水蒸汽進口閥；若氫含量低于0.5%（體積百分數），則開啟水蒸汽進口閥，重復以上操作，直至排出氣體中氫含量穩定且小于0.5%（體積百分數），并經延遲(5～10)min后，結束水蒸汽的清洗操作；

氮氣和清洗中產生的不凝結氣體經氣液分離器9分離后排出，水蒸汽變成冷凝液排入廢液收集罐6；

（5）水清洗

水蒸汽清洗結束后，繼續通氮氣，并從清洗罐3底部注入室溫的自來水，當氫含量達到0.5%（體積百分數）時，關進水閥和排出清洗水。當氫含量小于0.5%（體積百分數）時，啟動系統的離心泵4進行封閉式的循環動態清洗，并利用電導儀5測量清洗液中的氫氧化鈉的濃度，當它的濃度小于0.1g/L時結束水清洗。否則，重新注入新的自來水，再次進行循環清洗；

（6）干燥

????利用電加熱將清洗后的設備烘干，并將系統充氮氣至0.05MPa；

（7）清洗廢液的處理和排放

在廢液收集罐中加入工業純濃硝酸，使廢液的PH達到6—9后排放到工業下水道中。

其優選方案為，該工藝所用水蒸汽為過熱水蒸汽，其溫度范圍為（120～155）℃；所述步驟（3）中啟動電加熱，使清洗罐溫度達到（70～90）℃，熱蒸汽發生器2與清洗罐3相連的管道溫度達到（100～120）℃。所述步驟（4）是先向清洗罐通入氮氣，使清洗罐壓力為0.15MPa-0.45MPa后通入水蒸汽。

?

與除鈉工藝相對應的清洗除鈉系統，該系統主要包括液氮低溫貯槽1、電熱蒸汽發生器2、清洗罐3、廢液收集罐6、氫分析儀10，關鍵在于，該系統還包括水蒸汽冷凝器7和氣液分離器9，該水蒸汽冷凝器7和氣液分離器9可使水蒸汽完全冷凝變成水而與廢氣分離開來。

所述的清洗罐3中設有清洗吊籃，待清洗的設備都置入清洗吊籃；清洗罐3一側的上部和下部分別設有氮氣和水蒸汽入口，并在另一側中上部設有清洗后產生的混合氣體的出口，清洗罐3的底部設有自來水入口。

所述的氫分析儀10安裝于氣液分離器9之后。

（三）有益效果

利用本發明提供的清洗除鈉的工藝及系統對鈉進行清洗，具有以下有益效果：