[發明專利]從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置

有效

• 申請號: 201310454570.3
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103495291A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 張裕嘉;盛成;蘭立君;潘躍龍
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術領域

本發明涉及一種分離氣體雜質的裝置，更具體地說，本發明涉及一種從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置。

背景技術

為了去除核電站反應堆一回路中的氫氣、氮氣和放射性裂變氣體，使一回路水質滿足核電站運行要求，需要設置一套除氣裝置，通過除氣裝置在運行期間的直接或者間接運行排除一回路中的氫氣、氮氣和放射性裂變氣體，以降低其含量并滿足核電站的運行要求。

除氣裝置一般采用熱力除氣方法，除氣過程為：需要除氣的反應堆冷卻劑廢液從除氣裝置頂部噴入，在下降過程中受上升的蒸汽流加熱而飽和，其內溶解的氣體因除氣裝置內部汽相不容氣體的分壓力小而使氫氣、氮氣和放射性裂變氣體等不凝氣體因溶解度變小而大量逸出。隨后，氫氣、氮氣和放射性裂變氣體的混合氣體被送往冷凝器冷凝，并間歇地將冷凝器中的不凝氣體抽出，保持冷凝器的壓力低于除氣裝置的壓力，冷凝液回流到除氣裝置頂部，使得反應堆冷卻劑廢液中的放射性氣體不斷的脫除。

在上述過程中，除氣裝置用到的除氣原理如下：

A.根據亨利定律，單位體積中溶于水中的氣體量與水面上該氣體的分壓力成正比：當氣體在溶液中的溶解度趨于零，則分壓力也趨向于零；當混合氣體中的分壓力趨于零，則氣體在溶液中的溶解度也趨向于零。

B.除氣裝置采用熱力除氣法，用以去除溶解在一回路冷卻劑液中的氫氣、裂變氣體和其他氣體。由于壓力容器中溶解于水中的氣體量和水面上氣體的分壓力成正比，用蒸汽加熱水，提高水溫使水面上蒸汽分壓力增加而溶解氣體的分壓力降低，結果是溶解于水中的氣體不斷逸出。當加熱水至相應壓力下的飽和溫度，液面上的蒸汽的分壓力幾乎等于全壓力，其他氣體的分壓力趨近于零，于是溶解于水中的氣體就從水中全部逸出而除去。

關于熱力除氣，目前主流技術是采用常溫常壓或是微正壓熱力除氣方法，但是，由于需要處理的反應堆冷卻劑量大，為了達到冷卻劑的飽和狀態，需要大量的熱量使冷卻劑達到飽和，蒸發的冷卻劑也需要換熱器冷卻進行氣冷和冷凝回流，從而進一步浪費換熱器中冷卻劑的驅動能量。在常用的除氣裝置的實際運行過程中，由于輔助蒸汽分配系統的蒸汽壓力對閥門開度異常敏感，并且蒸汽壓力對除氣裝置的參數影響有一定的延遲，使得現場設備調試和運行增加很多不穩定性。

有鑒于此，確有必要提供一種新型的從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置，其可以減少氣體雜質去除過程中的熱量浪費。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置，其包括除氣塔本體及料液輸送系統、連接在除氣塔本體頂部的氣冷及回流系統，以及分別連接除氣塔本體及料液輸送系統和氣冷及回流系統的氮氣配氣系統，其中，氣冷及回流系統連接至一抽真空系統，抽真空系統用于控制除氣塔本體及料液輸送系統、氣冷及回流系統內的真空度。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，除氣裝置還包括一加熱循環回路，加熱循環回路用于將除氣塔本體底部的料液與中部的料液進行交換并加熱，其包括串聯的第一循環管路、第一循環泵和加熱器。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，所述加熱器為粗調輔助蒸汽電加熱器與精調電加熱器的串聯組合。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，所述氣冷及回流系統包括冷凝管和回流管道。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，所述抽真空系統包括形成一內循序體系的液環真空泵、密封液罐、密封液冷卻器和密封液過濾器，其中，液環真空泵通過第二循環管路連接至氣冷及回流系統。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，所述液環真空泵從氣冷及回流系統中抽出的氣體與氮氣配氣系統注入的氮氣混合后一并通過廢氣排放管路排放。

作為本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置的一種改進，所述除氣塔本體及料液輸送系統和氣冷及回流系統內的真空度為料液飽和壓力值。

與現有技術相比，本發明從核電站循環冷卻劑中分離氣體雜質的除氣裝置具有以下優點：

1)通過抽真空系統保持了整個除氣裝置的真空度，除氣裝置運行壓力采用待除氣反應堆冷卻劑進口溫度對應的飽和壓力，減少了除氣塔內料液的熱量浪費；