压水堆核电厂废液蒸发单元的优化.pdf

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1、核辅助厂房含有化学物质的贮槽和设备的琉水，其特点是化学成分复杂，放射性一般不符合排放标准，硼含量较工艺水低，需经蒸发处理后监测排放。地面废液:主要来自不能复用的设备泄漏水、核岛厂房地面清洗水、热洗衣房和淋浴水，这类废液的放射性水平一般低于排放标准，只需过滤后排放，当放射性较高时进行蒸发处理。表1给出了我国各压水堆核电站运行初期所处理的化学废液的特性。表1:核电站化学废液的特性IM扁恻气大亚湾秦山一期秦山二期放射性MBq/M31050150硼浓度PPm450432539[注]一表中数据来自大亚湾三废周报、一期运行记录和二期试运行记录.蒸发单元用来处理上述化学废液，处理后的燕馏液满足

2、排放标准后排放，而硼含量在25000-40000PPM的浓缩液需进一步转型或超级浓缩。三、各电站废液蒸发单元的运行状况蒸发单元的主要功能是净化放射性废物，使其达到国家允许的放射性废液排放标准。经过十年的运行证明，不管是自然循环燕发器还是强制循环燕发器，都能达到所要求的净化系数;秦山一期大于IX10E4，大亚湾和秦山二期为IX10E6，运行中存在的问题主要涉及浓翻酸管道的结晶堵塞、蒸发器循环泵密封泄漏和废液供料管线的堵塞。1、大亚湾核电站该电站废液蒸发系统采用外加热式强制循环燕发器，其优点在于:(1)可避免悬浮固体在换热表面的沉积;(2)蒸发和沸腾都在蒸发室闪蒸完成，从而减少了加热

3、回路表面的结垢;(3)传热系数高，所需换热面积小，设备占据的空间小。强制循环蒸发单元的缺点在于:由于增加了燕发回路循环泵和蒸馏液排出泵而带来维修停运和维修时的放射性危害，且嗓音较大。2,秦山一期秦山一期采用自然循环外加热式蒸发器处理TI和T2废液，废液经砂滤器处理后进入预热器，再进入燕发器进行燕发，蒸馏液冷却后自流到燕馏液},wNCES一02贮槽:浓缩液自流到残液扬液器，再用压缩空气输送到固化系统。由于废液杂质含量较多，而砂滤器对细小微粒的去除能力较低，所以容易引起下游预热器的堵塞。另外蒸馏液回路上没有在线监测设施，不能及时反映蒸馏液水质。3,秦山二期秦山二期的蒸发器也是自然循环

4、外加热式蒸发器，所不同的是:废液经过滤器过滤后进入预热器;从旋风分离器出来的二次燕汽进入泡罩塔进一步得到分离;蒸发浓缩液自流到浓缩液贮槽，再用泵输送到固化系统。在运行中发现，蒸馏液自流管线上的电导仪不能真实反映蒸馏液水质，加热器底部的浓缩液排放管线和浓缩液输送泵发生硼酸晶体堵塞现象。综上所述，各个电站的燕发单元都能实现废液净化和浓缩的目的，秦山一期的浓缩液硼浓度可达25000-30000PPm,秦山二期和大亚湾则达40000PPm,但各单元在运行中不可避免地的出现上述故障。因此，在蒸发单元的设计中应选择合理的工艺或设备，尽可能降低运行成本，减少设备维修时的放射性污染，防止可预见事

5、件的发生。四、蒸发单元的优化蒸发单元的标准化借鉴了上述三个电站蒸发单元的设计优点:采用自然循环蒸发器，废液用过滤器预处理，二次燕汽经泡罩塔进一步分离，燕馏液小流量回流管线上装一电导仪，浓缩液用压缩空气输送到固化系统。考虑到国外浓缩液新型技术的开发和应用，我国应尽早引进国外技术，对燕发浓缩液进一步转型处理，以达到高度减容的目的。1、系统组成燕发单元主要有以下设备组成:(1)蒸发器供料泵和废液过滤器废液过池器安装在供料泵的下游，用来除去废液中的泥沙等悬浮颗粒，以防浓翻酸的异常结晶。(2)预热器、自然循环燕发器、旋风分离器废液经预热器加热到95℃后进入燕发器底部循环管，蒸发过程在加热室

6、进行，为保证传热效率，燕发器液位控制在上循环管中心线附近。从蒸发器出来的燕汽进入旋风分离器进行汽液分离。(3)泡罩塔和冷凝器为了使汽水分离彻底，从旋风分离器出来的蒸汽经过泡罩塔。泡罩塔可以使蒸发器环路硼浓度较高时气相中夹带的硼得到有效分离。(4)蒸馏液冷却器和监测槽从冷凝器出来的蒸馏液经冷却器冷却到50℃左右后自流到蒸馏液监测槽。(5)浓缩液贮槽接收硼浓度为40000PPm的含硼废液。为防止硼酸结晶，除调节废液的钠硼比外。还必须安装电加热器和搅拌装置。贮槽顶部接有用来输送浓缩液的压缩空气管线。蒸发单元的工艺流程见图to燕发器旋风分离器泡翠塔冷凝器冷却器燕馏液相废液贮相s过滤器燕切

7、浓，浓缩液棺预热餐:一冷却签毅结水平衡班::加热器图1:蒸发单元流程图2、系统控制蒸发单元的系统控制采用目前较先进的程序化逻辑控制系统(PLC),所有的操作和管理完全实现计算机化。这一系统应用于秦山二期三废系统的工艺控制，并在调试和运行中得到验证。与常规的继电器回路控制相比，这一控制模式最显著的特点是占用空间小、运行稳定可靠、维修率低且维修方便;由于所有功能通过屏幕执行，所以操作简便易行;容易进行工艺系统和控制系统的更改。蒸发单元的控制调节环路包括下列几个环节:(1)蒸发器液位调