瞿世龙

【摘 要】硼回收系统接收来自RCV和RPE系统的一回路含氢冷却剂，为反应堆冷却剂排水提供足够的贮存容积，为反应堆补水系统提供合格的除氧水和浓硼酸。本文主要介绍硼回收系统的功用、组成、正常运行及在运行期间存在的问题和改进的方法。

【关键词】硼回收；除气；蒸发；监测；除硼

中图分类号： TM623 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）06-0119-002

【Abstract】The boron recovery system receives primary coolants from the RCV and RPE systems to provide a sufficient storage volume for reactor coolant drainage， providing qualified deoxygenated water and boric acid for the reactor replenishment system. This article mainly introduces the function，composition，normal operation of the boron recovery system， problems existing during operation， and improved methods.

【Key words】Boron recovery；Degassing；Evaporation；Monitoring；Removal of boron

0 前言

壓水堆核电厂在运行期间，不可避免地会产生放射性气体、液体、固体废物，为了周围环境免受放射性污染，防止对工作人员和居民造成过量的放射性照射，所有这些放射性废物在排放到环境和最终处置前，必须进行收集、贮存、转型和处理。放射性废物按来源可分为可复用废水、不可复用废水、含氢废气、含氧废气、废树脂等。其中，可复用废水经硼回收系统处理以便回收利用，减少放射性废物并提高电厂的经济性。

1 硼回收系统简介

硼回收系统为两个反应堆共用，收集化学和容积控制系统（RCV）排放管线和核岛疏水排气系统（RPE）的反应堆冷却剂排水槽来的含氢反应堆冷却剂，为反应堆冷却剂排水提供足够的贮存容积；处理含氢的反应堆冷却剂以得到反应堆级的补给水和重量百分比为 4%的硼酸溶液，以复用于反应堆冷却剂系统；硼回收系统还可以用来降低化学和容积控制系统含低浓度硼酸的反应堆冷却剂中的硼酸浓度。

系统按功能分为3个子系统：净化子系统；水/硼酸分离子系统；除硼子系统；按性质不同分为：前置贮存、净化除气、中间贮存、蒸发分离、蒸馏液监测浓缩液监测以及除硼七个部分。

1.1 除气塔

除气塔用以去除溶解在排出液中的氢，裂变气体及其它气体，也可用于在反应堆开盖前进行一回路冷却剂的除气。

除气塔用热力除气法。进料经再生式热交换器加热至70～95℃后进入除气器。为了增加气体的扩散面积，进料从除气器上部喷入，在下部由辅助蒸汽分配系统（SVA）的蒸汽加热，使料液处于饱合状态，正常加热蒸汽流量小于2.5t/h，由除气器顶部压力控制。不凝结气体（氢、氮、氪、氙）和蒸汽从顶部进入排气冷凝器中，冷凝器由RRI水冷却，维持 1.35bar（绝压）。凝结水靠重力流回除气器，而不凝结气体定期排往TEG含氢废气处理系统。除气后的液体由泵以27.2 m3/h的流量，经再生式热交换器冷却至50～75℃，再经冷却器降温至50℃以下，送至中间贮存箱。

1.2 蒸发器

蒸发装置的作用是将可复用的一回路排水分离成硼含量低于5ppm，氧含量低于0.1Ppm的蒸溜水和7000ppm的浓硼酸溶液，分别送往蒸馏液和浓缩液监测槽。

蒸发装置的料液由供料泵通过再生式的热交换器升温后送至蒸发器，蒸发器的加热器采用列管式，壳程道入SVA蒸汽。蒸汽冷凝水收集在冷凝水平衡槽中，经冷凝水冷却器冷却后送回SVA系统。在加热器里，蒸发反应堆冷却剂产生的水蒸汽经过蒸发器进行初步的汽液分离，水蒸汽从蒸发器顶部排出进入旋风分离器后，进一步分离水蒸汽中的含硼液滴，在旋风分离器后设置一台泡罩塔，水蒸汽与逆流而下的水接触，有效地将气相中夹带的含硼酸的雾沫洗滴下来。水蒸汽进入冷凝汽进行冷凝，冷凝成的蒸溜液经冷却器冷却后，注入蒸馏液监测槽中，不凝结气体从冷凝器顶部排至TEG含氧废气排放部分；浓缩液经冷却剂冷却后，自流入浓缩液监测槽中。需要主控维持SVA压力，以免由于SVA压力的停运蒸发装置。

1.3 蒸馏液和浓缩液监测

蒸馏液监测箱：高液位报警提醒运行人员半小时内把蒸馏液供水切换到另一台监测槽，否则监测槽的高高液位自动将蒸发器置于返回状态。

浓缩液监测箱：高液位报警提醒运行人员进行接收箱的传送并打循环取样。然后，运行人员根据就地取样的结果选择转送的槽，即选择REA。否则监测槽的高高液位自动将蒸发器置于返回状态。（为防硼结晶浓缩液泵和浓缩液监测槽房间、浓缩液过滤器间、蒸发器设备间温度保持在22℃～25℃之间，输液管道由RRB保持温度在32℃到42℃之间，7700Ppm结晶温度19℃）。

蒸馏液监测箱和浓缩液监测箱每个槽都带有一个浮动的顶盖和一个弹性隔膜，防止空气与蒸馏液接触。

1.4 主动排氚

中间贮槽主动排氚是指对氚比活度大于15000MBq/m3的冷却剂不再蒸发分离，而是直接通过TEU工艺废水处理单元排往TER系统的过程。对中间贮槽氚比活度介于8500—15000MBq/m3的冷却剂，经TEP蒸发单元进行硼水分离，将硼酸回收，将蒸馏液排往TER贮槽；对氚比活度小于8500MBq/m3的冷却剂，蒸发处理后的蒸馏液和硼酸全部回收。

2 硼回收系统的技术改造

2.1 TEP蒸发器9TEP289/290VN非全关信号增加延时环节

TEP蒸发器在运行过程中，状态4置位后，9TEP 407/408MT温度大于35℃触发9TEP289/290VN打开。在浓缩液排放的初始阶段，9TEP407/408MT一般会先降4℃左右然后开始回升，在温度降到35℃时触发9TEP 289/290VN关闭。但9TEP407/408MT温度低于35℃与9TEP289/290VN非全关信号符合后将触发蒸发器保护动作返回。因此，9TEP 289/290 VN非全关信号增加延时环节（延时5s），成功避免了蒸发器保护频繁动作。

2.2 两个机组TEP 除气器增加旁路管线

TEP系统除气器用来除去一回路冷却剂中的溶解氢和裂变产生的放射性惰性气体，将处理后的冷却剂输送到中间贮槽贮存，但在机组换料大修期间，一回路冷却剂达到氧饱和，且氧化之前除去了易挥发的放射性惰性气体，因此，在此期间的一回路冷却剂可以不经过除气器处理。正常运行期间一回路向TEP的排水总量不大，流量也小，时间要求不是很严，而且两台除气器可以互为备用，因此除气器故障一般会有足够的检修时间。

大修时排水量大（特别是在主回路进行升温升压时），TEP 接收廢水流量大，时间要求紧，而且大修期间两台除气器严格隔离不能互为备用，一旦除气器故障将成为关键路径，而且由于此时一回路水已经经过净化和充分的除氢，一回路水只是经过一下除气器，没有实质性作用。有几次大修过程中在一回路升温过程中发生过因为TEP 除气器故障导致升温产生的废水无法排出，一回路无法继续升温。因此，在两个机组TEP除气器增加旁路管线。

改造内容：为9TEP001DZ/002DZ 增加一根旁路管线，管径88.9mm，长度在1 米左右，管道上要增加一个手动隔离阀9TEP133VP（233VP），正常运行时为了防止含氢、含放射性气体的一回路冷却剂没有经过处理直接进入TEP 中间储存罐，此阀门必须实施行政隔离，一旦一回路已充分氧化后即可解除此行政隔离连接点为，一端在9TEP023VP（024VP）和9TEP025VP（026VP）之间，另一端在9TEP035VP（036VP）和中间储罐之间。

改造后运行注意事项：一旦一回路已覆盖氢气则新增加的两个手动阀必须实施行政隔离，一旦一回路已充分氧化后即解除此行政隔离，用于旁通TEP 除气器将废水传到TEP 中间储存箱。

2.3 TEP系统蒸发单元冷凝器改造

TEP蒸发单元生产的蒸馏液溶解氧不合格，所以对冷凝器进行了改造，将原来的卧式冷凝器改为立式冷凝器，并增加其液位自动控制。改造后效果明显，溶解氧和硼浓度均符合设计规范。

2.4 TEP浓缩液监测槽房间电加热器的改造

由于风量开关（SD）不动作，导致电加热器无法投运，但这些房间又需要加热，以防止硼结晶，经讨论确定，将这些房间的电加热器改为电暖风机进行加热。新安装的电暖风机加热器功率为10KW，电压380V，目前温度定值为25摄氏度，电暖风机能自动启停。

3 硼回收系统正常运行时的注意事项

3.1 除气塔启动时注意事项

除气塔在启动过程中，最有可能导致保护动作的原因为压差101 MP控制不好。工作人员在启动除气塔有时候会出现压差大幅波动的现象。实际上，控制压差除了要根据101 MP的显示值进行控制外，最关键的是需要操作者根据实际情况给一个前馈。在绝大多数情况下，除气塔均处于饱和态，因此，控制除气塔在其压力所对应的饱和温度下，则压差自然稳定。

举例说明，我们控制的目标是101 MP为10.5KPa，如果001 CS的压力105 MP为35KPa，那么这时除气塔的压力为0.1+0.0105+0.035=0.1455MPa.a，其对应的饱和温度为110.4℃，因此，控制除气塔温度在110.4℃，其压差自然会稳定在10.5KPa，这时，在关注压差的同时关注温度，如果温度上涨，适当关小蒸汽阀门，如果温度下降，适当开大蒸汽阀门，通过这种方式压差会很快稳定。

由于设计原因TEP中间贮罐六个进口阀不能全开，否则无法维持除气器液位，其开度一般为2个螺纹左右，以调节003/004 PO的流量在25t/h左右。

3.2 蒸发器运行时注意事项

9TEP 955VB为TEP007BA和TEP016BA之间的连通阀，但由于浓缩液排放累计流量计设在TEP405/406MD下游，导致此管线失去设计的作用（原设计考虑001EV/002EV的浓缩液既可以向TEP007BA排放，也可以向TEP016BA排放）。例如，当001EV的浓缩液要通过9TEP 955VB向TEP016BA排放时，TEP405MD的读数为零，TEP406MD虽然为有效的读数，但是它却控制不了TEP087VB的开度，可能导致浓缩液排放时实际排放量大于设定的w值（250L），使浓缩液的浓度达不到运行的要求。当002EV的浓缩液要通过9TEP 955VB向TEP007BA排放时，也存在同样的问题。在现在的实际运行中，001EV运行时浓缩液只排放到007BA，当007BA接近高液位时，用014PO把007BA中的浓缩液打到016BA，016BA通过大循环取样然后排放，在这过程中，007BA一直接收。002EV运行时，同样浓缩液只排放到016BA。

TEP蒸发器V值和V0值的设定在输入数值后，适当停留再敲击回车键，可以更容易地更改这两个值。

另外，TEP系统的阀门基本上都是隔膜阀，现场手动操作时不能使用F扳手，以免损坏阀门。

4 结束语

本文通过对秦山第二核电厂硼回收系统（TEP）的功能的阐述，对运行工作经验的总结，以及一些事件的反馈和技术改造的回顾，来帮助读者加深对硼回收系统的了解，希望能避免和减少一些不必要的人因失误。

【参考文献】

[1]硼回收系统手册.浙江，核电秦山联营有限公司，2005：8919TEPXTJ01.

[2]核电厂中级运行第2版.浙江，核电秦山联营有限公司，2008：301.