本發(fā)明屬于核電廠的冷卻劑凈化領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、田灣核電站二期工程一回路冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)包括冷卻劑凈化系統(tǒng)、冷卻劑貯存系統(tǒng)和冷卻劑處理系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)均設(shè)置了去除冷卻劑溶解雜質(zhì)的離子交換器。

2、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)用于接收、貯存、處理來自一回路的排水，系統(tǒng)設(shè)置一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器用于反應(yīng)堆運(yùn)行期間除一回路中的堿金屬離子，如na+、k+等陽離子；設(shè)置一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器在燃料壽期末，一回路冷卻劑中的硼酸濃度低至小于0.3g/l時(shí)，投入該陰床繼續(xù)除硼，以進(jìn)一步降低一回路硼酸濃度。一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽、陰離子交換器出口離子濃度指標(biāo)如表1所示：

3、表1一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽、陰離子交換器出口離子濃度指標(biāo)

4、

5、當(dāng)一回路冷卻劑中總堿金屬濃度符合運(yùn)行要求時(shí)，將一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器退出運(yùn)行。當(dāng)硼酸濃度化學(xué)分析結(jié)果符合濃度要求時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器退出運(yùn)行。

6、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)用于凈化含硼水貯存系統(tǒng)、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)等系統(tǒng)的含硼水，系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器和一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器。其中，一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器用于去除硼酸溶液中的陽離子雜質(zhì)和放射性離子；一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器用于去除硼酸溶液中的cl-、f-等陰離子。交換器的核級樹脂失效后的需傳至放射性固體廢物處理系統(tǒng)進(jìn)行固化。一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽、陰離子交換器出口離子濃度指標(biāo)如表2所示：

7、表2一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽、陰離子交換器出口離子濃度指標(biāo)

8、

9、當(dāng)一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器出口硼酸溶液濾液檢出鉀離子或鈉離子應(yīng)更換陽樹脂；當(dāng)一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰過濾器出口硼酸溶液濾液的氯離子濃度＞50μg/l時(shí)應(yīng)更換陰樹脂。

10、現(xiàn)有技術(shù)中，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)用于除堿金屬和壽期末除硼，但由于一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)與冷卻劑凈化系統(tǒng)功能有部分重合，導(dǎo)致一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器并不會經(jīng)常使用，且陰離子交換器在除硼失效后還可以吸附so42-，no3-，cl-等陰離子，因此一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰/陽離子交換器都具備再利用的條件。

11、因此，亟待開發(fā)一種一回路冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，以對一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰/陽離子交換器進(jìn)行再利用，減少電廠放射性固體廢物產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)能夠有效提高一回路冷卻劑處理系統(tǒng)凈化冷卻劑的可靠性，在一回路冷卻劑處理系統(tǒng)離子交換器故障的情況下可切換一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)離子交換器運(yùn)行；減少離子交換器樹脂的裝載和卸載次數(shù)，同時(shí)減少核電廠固體放射性廢物的產(chǎn)生量。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

3、一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器；

4、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器依次串聯(lián)連接；

5、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器依次串聯(lián)連接；

6、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器入口位置設(shè)置第一旁路管線，第一旁路管線直連一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器入口；一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器出口位置設(shè)置第二旁路管線，第二旁路管線直連一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器；

7、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器入口前設(shè)有第三旁路，經(jīng)第三旁路閥門，接入一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器入口后的位置。

8、所述一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器入口前設(shè)有第四旁路，經(jīng)第四旁路閥門，接入一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器前。

9、所述一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器出口后設(shè)有第五旁路，經(jīng)第五旁路閥門，接入一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器出口后、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器前的位置。

10、所述一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器入口、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器與一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器之間、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器與一回路冷卻劑處理系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器之間分別設(shè)有閥門。

11、所述一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器入口、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器與一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器之間、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器與一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)樹脂補(bǔ)集器之間分別設(shè)有閥門。

12、所述一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器入口設(shè)有一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器第一入口閥門。

13、一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化方法，所述方法包括：

14、步驟1、在一回路冷卻劑總堿金屬含量超標(biāo)且反應(yīng)堆凈化系統(tǒng)無法控制時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器單獨(dú)運(yùn)行除堿金屬離子；

15、步驟2、反應(yīng)堆壽期末一回路硼酸濃度降低至小于0.3g/l時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器單獨(dú)運(yùn)行除壽期末一回路低濃度硼酸溶液；

16、步驟3、需要降低一回路硼酸濃度且反應(yīng)堆凈化系統(tǒng)陽床無法控制時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器聯(lián)合運(yùn)行凈化一回路冷卻劑；

17、步驟4、當(dāng)含硼水貯存系統(tǒng)硼水貯存箱、冷卻劑貯存系統(tǒng)貯存箱或冷卻劑處理系統(tǒng)內(nèi)溶液雜質(zhì)離子含量超標(biāo)需要凈化水質(zhì)時(shí)，一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器聯(lián)合運(yùn)行凈化冷卻劑處理系統(tǒng)水質(zhì)；

18、步驟5、當(dāng)一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器壽期末除完硼，且需要凈化含硼水貯存系統(tǒng)硼水貯存箱、冷卻劑貯存系統(tǒng)貯存箱或冷卻劑處理系統(tǒng)內(nèi)溶液雜質(zhì)離子時(shí)，一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器聯(lián)合運(yùn)行凈化冷卻劑處理系統(tǒng)水質(zhì)；

19、步驟6、當(dāng)一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器有卸載計(jì)劃但未完成卸載時(shí)，且需要凈化含硼水貯存系統(tǒng)硼水貯存箱、冷卻劑貯存系統(tǒng)貯存箱或冷卻劑處理系統(tǒng)內(nèi)溶液雜質(zhì)離子時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑處理系統(tǒng)陰離子交換器聯(lián)合運(yùn)行凈化冷卻劑處理系統(tǒng)水質(zhì)；

20、步驟7、當(dāng)一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器壽期末除完硼，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器有卸載計(jì)劃但未完成卸載時(shí)，且需要凈化含硼水貯存系統(tǒng)硼水貯存箱、冷卻劑貯存系統(tǒng)貯存箱或冷卻劑處理系統(tǒng)內(nèi)溶液雜質(zhì)離子時(shí)，一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陽離子交換器、一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)陰離子交換器聯(lián)合運(yùn)行凈化冷卻劑處理系統(tǒng)水質(zhì)。

21、本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

22、1、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)及方法，可充分利用已功能失效的樹脂，去除冷卻劑中的雜質(zhì)離子。

23、2、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可提高一回路冷卻劑處理系統(tǒng)凈化冷卻劑的可靠性，在一回路冷卻劑處理系統(tǒng)離子交換器故障的情況下可切換一回路冷卻劑貯存系統(tǒng)離子交換器運(yùn)行。

24、3、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可減少離子交換器樹脂的裝載和卸載次數(shù)。

25、4、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可減少核電廠固體放射性廢物的產(chǎn)生量。

26、5、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可減小系統(tǒng)運(yùn)維成本，減輕系統(tǒng)運(yùn)行操作負(fù)擔(dān)。

27、6、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可減少樹脂卸載和固化時(shí)的人員受照劑量。

28、7、本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于核電廠的冷卻劑循環(huán)凈化系統(tǒng)，可減少核級樹脂采購數(shù)量，以及減少固體廢物固化、貯存和轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。