一种蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验系统及方法
技术领域
本发明属于核电站设备试验验证技术，特别是涉及蒸汽发生器排污系统的试验领域。
背景技术
核电厂蒸汽发生器排污系统采用连续电离除盐(EDI)工艺代替传统离子交换工艺处理排污水，具有处理效率高、树脂可连续再生、装置使用寿命长、运维简便、占地小、二次废物产生量小等显著优点。相较于常规工业水处理使用的EDI膜堆，蒸汽发生器排污水具有较高的温度且含有较高浓度的碱化剂，对EDI膜堆性能及寿命考验较大，且干扰EDI性能测试与评价，如何评估EDI膜堆是否满足蒸汽发生器排污水净化性能要求，需要一套能有效模拟回路工况的试验方法和装置，为工程应用膜堆选型和优化提供技术支撑。
由于高浓度的碱化剂提高了背景溶液的电导率值，而排污水中待去除杂质离子浓度只有ppb级，EDI膜堆中树脂是否已与排污水中阴阳离子达到平衡，直接通过在线测量回路水电导率无法实现，但如果通过取样测试，考虑到水样分析需要一定时间，无法适时判断平衡进度，如果采用增加在线离子色谱，试验成本又大大增加，本发明提供的用于验证蒸汽发生器排污电除盐膜堆性能的试验方法和装置为解决该技术难题，提供了一种适时有效、稳定、经济的在线监测方法和手段。
本发明提供一种用于验证蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验方法和系统，可模拟蒸汽发生器排污水运行工况及水质，通过一个特殊的取样回路通过电导率值连续在线监测排污电离除盐膜堆的运行情况，适时了解膜堆与回路中离子的平衡状态，验证电离除盐膜堆的性能，模拟评估膜堆的运行寿命，评估不同水化学背景(如不同碱化剂类型或浓度)膜堆的净化效率等。
发明内容
为了提供一种适时有效、稳定、经济的在线监测方法和手段；本发明提出一种蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验系统，所述系统包括原水箱(TK1)、阳离子交换床、进水泵、电离除盐模堆、加药泵；
所述原水箱(TK1)出口取样管路连接所述阳离子交换床(MV01)，所述阳离子交换床(MV01)出口与所述电离除盐模堆中间设置有所述进水泵，所述电离除盐模堆出口分别流淡水和浓水，所述电离除盐模堆出口淡水经回流管道回流至所述原水箱(TK1)，所述电离除盐模堆出口浓水可根据试验需求排放或经回流管道回流至所述原水箱(TK1)；所述回流管道上设有所述加药泵；所述电离除盐模堆入口管道设有卸压阀，防止所述电离除盐模堆进水超压。
优选的，所述原水箱(TK1)配有电加热器。
优选的，所述原水箱(TK1)上设置氮气供气口，所述原水箱(TK1)上设有压力表自动控制氮气开关。
优选的，所述阳离子交换床(MV01)进出口采用快速接头连接，可实现快速更换。
优选的，所述阳离子交换床(MV01)内装填高纯度氢型凝胶型阳离子交换树脂；所述高纯度氢型凝胶型阳离子交换树脂体积全交换容量为2.0～2.5eq/L，装填所述高纯度氢型凝胶型阳离子交换树脂量是所述试验系统取样流量的1/5～1/50，装填高径比为2～100。
优选的，所述进水泵的扬程不小于所述系统回路总压降，且不大于所述电离除盐膜堆可承受的压力。
优选的，所述电离除盐膜堆入口管道设有保安过滤器，过滤器精度大于1μm。
优选的，所述加药泵采用可精确调节流量的计量泵。
优选的，所述加药泵在进入所述原水箱(TK1)前的下游管道上设有混合器，充分混合药剂。
本发明还提供了一种蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验系统的试验方法，所述原水箱(TK1)出口取样管路将取样水引入所述阳离子交换床(MV01)，取样水经所述阳离子交换床(MV01)后经由所述进水泵被打入所述电离除盐模堆中，取样水经所述电离除盐模堆处理后形成淡水和浓水，所述电离除盐模堆出口淡水经回流管道回流至所述原水箱(TK1)，所述电离除盐模堆出口浓水可根据试验需求排放或经所述回流管道回流至所述原水箱(TK1)；所述淡水和所述浓水在进入所述原水箱(TK1)前经过所述回流管道上的所述加药泵进行加药；
当所述电离除盐模堆进水口超压时，可释放设置在所述电离除盐模堆入口管道设有卸压阀。
本发明提供的试验装置可按水质、流量、温度要求提供稳定的试验介质，灵活调整EDI膜堆回收率。本发明提供的试验方法和装置可在高浓度碱化剂背景溶液下，无需离线或在线离子色谱测量，即可准确获知回路水质变化趋势及膜堆平衡状态。通过EDI膜堆进出口压力、电导率/电阻率等在线仪表度数，可实时监测EDI膜堆运行状况及性能变化情况。试验装置配有PLC电控柜，可实现相关电气部件的启停及仪表的显示、报警和控制。PLC电控柜留有传输信号至用户主控室的标准通迅接口。
附图说明
图1为本发明的一种蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种蒸汽发生器排污电离除盐膜堆性能的试验方法及系统，流程如图1所示。具有以下特点：
试验装置由原水箱TK1、高纯度氢型阳离子交换柱、进水泵、电离除盐模堆、加药泵等设备及相关的仪表、管路、阀门组成，试验装置所有部件的材质都可保证试验工况下无杂质析出。原水箱TK1配有由温度信号自动控制开关的电加热器，以在试验过程中保证介质温度满足试验要求。原水箱TK1设置超纯水入口，试验用超纯水电阻率应≥17兆，TOC小于50ppb。原水箱TK1设置氮气覆盖，避免空气中的CO2影响试验结果。氮气供气管路设有减压阀，将氮气压力降至0.1MPa。原水箱TK1设有压力表自动控制氮气减压阀开关。原水箱TK1出口取样管路设置阳离子交换床，用于测量原水电导率，消除原水中高浓度碱化剂对电导率测试的影响，该柱进出口采用快速接头形式连接，失效后可实现快速更换。树脂柱内装填高纯度氢型凝胶型阳离子交换树脂(氢型转型率＞99％)，可实时通过颜色变化显示失效状态，防止树脂失效对电导率测量的干扰，提高测量的准确性及稳定性。树脂体积全交换容量为2.0～2.5eq/L，装填树脂量是取样流量的1/5～1/50，装填高径比为2～100，该柱连续取样累积时间可达到10～80天。变色树脂的装填比例为10％～100％。试验装置设有进水泵，泵的流量与EDI膜堆流量匹配，泵的扬程不小于试验回路总压降，且不大于电离除盐膜堆可承受的压力。EDI膜堆入口管道设有卸压阀，防止EDI进水超压。EDI膜堆入口管道设有保安过滤器，过滤器精度大于1μm。试验装置根据EDI膜堆进出水设计，设置相关进出水管道。如图1所示为两进两出式EDI膜堆的管路配置，EDI淡水回流至原水箱TK1，EDI膜堆浓水可根据试验需求排放或回流至原水箱TK1。试验装置回流管道设有加药泵，可根据试验水质要求、管道流量向回路连续加药。加药泵采用可精确调节流量的计量泵，泵在加药流量对应的扬程应大于主管道压力。加药泵下游管道设有混合器，保证药剂充分混合，水质均匀。
试验装置可在线监测进水的pH值、电导率、温度、压力、流量；EDI浓水的压力、流量、电导率；EDI淡水的pH值、电导率、温度、压力、流量。
试验装置在进水、EDI淡水、EDI浓水侧均设有取样口，可随时取样。
试验装置配有PLC电控柜，相关电气部件的启停及仪表的显示、报警和控制，可在就地PLC电控柜实现。PLC电控柜留有传输信号至用户主控室的标准通迅接口。EDI膜堆配有直流电源，可按EDI膜堆要求及试验需求调节输出电压及电流。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
