專利名稱：核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)防腐蝕設(shè)備。
背景技術(shù)：
核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)(CFI系統(tǒng))用于對核電機組冷卻用的海水進行過濾，過濾 部件主要由粗格柵、加氯框(水間門)、細格柵和轉(zhuǎn)筒式濾網(wǎng)等組成。其中，粗格柵、加氯框 以及細格柵均由不銹鋼材質(zhì)制成，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的濾網(wǎng)片本身也是不銹鋼材質(zhì)，而且支撐濾網(wǎng) 片的框架、輻條和帶動濾網(wǎng)轉(zhuǎn)動的齒圈固定槽采用碳鋼材質(zhì)，并涂有防腐層。每臺機組有兩 套過濾系統(tǒng)，正常情況下，兩套過濾系統(tǒng)都在運行。每套系統(tǒng)各有兩個水道和一個圓筒形臥 式旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，海水沿兩個水道分別經(jīng)過粗格柵、加氯處理和細格柵后，從旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)兩側(cè)沿軸 向流入轉(zhuǎn)筒式濾網(wǎng)內(nèi)部，過濾后的海水沿徑向流出。由于上述過濾系統(tǒng)要浸入在海水中以進行工作，對于金屬來說，其在腐蝕性水質(zhì) 中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕和電偶腐蝕，所謂的電化學(xué)腐蝕是由于金屬組織成分的不穩(wěn)定性和電 化學(xué)不均勻性造成的。從外觀看，金屬的材質(zhì)是均一的，但是，當(dāng)它浸入海水中，在金屬表面 形成許多宏觀或微觀的陽極區(qū)和陰極區(qū)，陰極和陽極之間通過海水產(chǎn)生微電流，電子從陽 極區(qū)向陰極區(qū)移動，陽極區(qū)部分金屬失去電子成為離子，溶解于海水中，使得陽極區(qū)金屬受 到腐蝕。所謂的電偶腐蝕，由于旋轉(zhuǎn)鼓網(wǎng)組件是由碳鋼、不銹鋼、高強鋼等不同金屬組成，組 件中碳鋼的面積相對不銹鋼面積小得多，本身帶有涂層防護，當(dāng)涂層發(fā)生破損后，破損的面 積與不銹鋼面積相比就更小了，可能只達到百萬分之一，這意味著涂層破損處的腐蝕速率 將成千上萬倍增加。為了保護循環(huán)水過濾系統(tǒng)免受腐蝕，現(xiàn)有技術(shù)中用外加電流陰極保護 系統(tǒng)(CPA)進行保護，所謂的外加電流陰極保護的原理是低合金鋼在海水中腐蝕是失去 電子被氧化成Fe2+的溶解過程，對應(yīng)的自腐蝕電位約為+490mV，通過外加直流電源，對被保 護金屬施加負電流，通過陰極極化使其電極電位負移至+250mV以下，從而達到抑制金屬腐 蝕的目的?，F(xiàn)有的CPA系統(tǒng)采用一臺恒電位儀控制和檢測整個旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、加氯框、粗格柵、 細格柵的保護電位，控制方式是設(shè)定一個基準(zhǔn)電位值，如+200mV，恒電位儀通過監(jiān)測旋轉(zhuǎn) 濾網(wǎng)兩端的兩個參比電極電位距基準(zhǔn)電位最遠的一個值來調(diào)節(jié)整流柜電流的輸出。一旦旋 轉(zhuǎn)濾網(wǎng)各部位所需要的保護電位發(fā)生變化，比如旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)左端需要大電流來保護，而右端 只需要一股小電流來保護，在這種情況下，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)兩端的參比電極所測到的保護電位將 發(fā)生變化，從而使恒電位儀輸出電流也跟著變化。如果這時恒電位儀輸出大電流，則需要小 電流來保護的右端就會因保護電位過負而出現(xiàn)析氫鼓泡現(xiàn)象。反之，則欠保護出現(xiàn)腐蝕現(xiàn) 象。理論上，鼓形濾網(wǎng)設(shè)計壽命應(yīng)在40年以上，當(dāng)在海水系統(tǒng)應(yīng)用，在沒有陰極保護 時將存在腐蝕現(xiàn)象，影響設(shè)備使用壽命。采用現(xiàn)有的陰極保護技術(shù)，在設(shè)備初始運行階段， 解決了設(shè)備電化學(xué)腐蝕問題。但隨著運行時間延長，引起鼓形濾網(wǎng)各部位的電位不平衡，造 成參比電極測量電位發(fā)生變化從而導(dǎo)致恒電位儀總輸出電流波動。當(dāng)輸出大電流時，旋轉(zhuǎn) 濾網(wǎng)局部保護電位過負，從而形成析氫反應(yīng)，析氫反應(yīng)造成涂層鼓泡，鼓泡沒有得到及時修復(fù)，當(dāng)鼓泡破裂后，鼓網(wǎng)骨架裸露金屬面積增大，從而使得旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)所需的保護電位發(fā)生更 大變化，又引起恒電位儀總輸出電流波動變大，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)局部陰極保護電位過負，析氫 反應(yīng)加劇，鼓泡更多，由此形成一個惡性循環(huán)。當(dāng)鼓網(wǎng)骨架裸露金屬面積達到一定值后，電 蝕現(xiàn)象加強，最終出現(xiàn)濾網(wǎng)框架急速腐蝕現(xiàn)象，這將對核電站后續(xù)設(shè)備的安全運行帶來巨 大的安全隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種有效解決鼓形濾網(wǎng)腐蝕問題從而保證核電站安 全運營的外加電流陰極保護系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外 加電流陰極保護系統(tǒng)，它包括三個獨立的恒電位儀，每個所述的恒電位儀具有陽極端子、陰 極端子和取樣信號輸入端，所述的鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)分為三個腐蝕區(qū)域，分別為濾網(wǎng)內(nèi)部區(qū)域、 濾網(wǎng)外部兩側(cè)對稱區(qū)域，在所述的三個腐蝕區(qū)域中分別設(shè)有輔助陽極、通電點及參比電極， 各恒電位儀的陽極端子、陰極端子、取樣信號輸入端分別通過電纜與相應(yīng)腐蝕區(qū)域的輔助 陽極、通電點、參比電極相電連接，所述的各恒電位儀用于根據(jù)相應(yīng)參比電極反饋的電位信 號并結(jié)合預(yù)設(shè)的電位值調(diào)整其輸出電流大小以使得各腐蝕區(qū)域的電位保持一致。進一步地，所述的預(yù)設(shè)電位值為+250mV +50mV。優(yōu)化地，所述的鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)為核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)的一個部件，該循環(huán)水過 濾系統(tǒng)還包括粗格柵、加氯框和細格柵，所述的粗格柵、加氯框和細格柵也設(shè)置成一個腐蝕 區(qū)域，該腐蝕區(qū)域也通過一獨立的恒電位儀進行電位控制。由于上述技術(shù)方案的采用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新 型通過將旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)分為三個獨立的區(qū)域，并采用三個獨立的恒電位儀，各恒電位儀根據(jù)其 參比電極反饋的電位信號針對性的調(diào)整相應(yīng)電流的輸出，從而保證各區(qū)域的電位值始終保 持在基準(zhǔn)電位，確保鼓形濾網(wǎng)各部位都達到最小陰極保護電位，從而達到抑制金屬腐蝕的 目的，實現(xiàn)了對循環(huán)過濾水系統(tǒng)的防腐保護，為核電站的安全運營奠定基礎(chǔ)。

附圖1為本實用新型陰極保護系統(tǒng)在循環(huán)水過濾系統(tǒng)上電極分布示意圖；附圖2為本實用新型陰極保護系統(tǒng)各恒電位儀接線具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施進行說明圖1和圖2示出了循環(huán)過濾水系統(tǒng)的過濾部件的結(jié)構(gòu)，其主要由粗格柵、加氯框、 細格柵和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)組成，其中，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)具有以下幾大特性由不同材料組成、處于半浸狀 態(tài)、潮差變化、海水流動、自身轉(zhuǎn)動、沖刷、涂層不均勻性，這決定了旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)各部位的電位 存在不均勻性。為了達到較好的防腐保護效果，本實用新型將整個CFI系統(tǒng)的上述過濾部 件進行分區(qū)控制，如圖1和圖2所示，將旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)左側(cè)所在區(qū)域設(shè)置為腐蝕一區(qū)，濾網(wǎng)右側(cè) 所在區(qū)域設(shè)置為腐蝕二區(qū)、濾網(wǎng)內(nèi)部所在區(qū)域設(shè)置為腐蝕三區(qū)，同時，將粗格柵、加氯框、細 格柵所在區(qū)域設(shè)置為腐蝕四區(qū)，各區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置有輔助陽極、通電點、參比電極，為了實現(xiàn)各區(qū)域的電位分別控制，相應(yīng)地設(shè)置有四個恒電位儀，每個恒電位儀具有陽極端子、陰極 端子和取樣信號輸入端，各恒電位儀的陽極端子、陰極端子和取樣信號輸入端分別與相應(yīng) 腐蝕區(qū)域的輔助陽極、通電點、參比電極通過電纜相連接，圖1用標(biāo)號顯示了各橫電位儀與 各腐蝕區(qū)之間的接線關(guān)系，如第一恒電位儀的標(biāo)識為1、2的接線端與腐蝕一區(qū)相應(yīng)的標(biāo)識 為1、2的電極端相連接，第二恒電位儀的標(biāo)識為15、16的接線端與腐蝕二區(qū)相應(yīng)的標(biāo)識為 15,16的電極端相連接，依此類推。通過各腐蝕區(qū)內(nèi)的參比電極測量電位，作為取樣信號與 控制信號進行比較，實現(xiàn)控制并調(diào)節(jié)電流輸出，使通電點電位得以保持在設(shè)定的基準(zhǔn)電位 上。對于旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，基準(zhǔn)電位相對于參比電極可在+250mV +50mV之間設(shè)定。本實用新型通過將CFI過濾部件分為四個腐蝕區(qū)域進行獨立輸出控制，能夠有效 避免各區(qū)域之間的相互干擾，各恒電位儀根據(jù)各自區(qū)域的參比電極的反饋，對各自輸出電 流大小進行調(diào)節(jié)，使得各區(qū)域的電位值保持恒定，且每個區(qū)域的電位值均保持在設(shè)定的基 準(zhǔn)電位下，使得各區(qū)域的金屬始終處于最小陰極保護電位，有效抑制了金屬的腐蝕，延長了 設(shè)備的使用壽命，減少維修維護工作量，并保證了核電站的安全運營。上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù) 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍， 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)，其特征在于它包括三個獨立的 恒電位儀，每個所述的恒電位儀具有陽極端子、陰極端子和取樣信號輸入端，所述的鼓形旋 轉(zhuǎn)濾網(wǎng)分為三個腐蝕區(qū)域，分別為濾網(wǎng)內(nèi)部區(qū)域、濾網(wǎng)外部兩側(cè)對稱區(qū)域，在所述的三個腐 蝕區(qū)域中分別設(shè)有輔助陽極、通電點及參比電極，各恒電位儀的陽極端子、陰極端子、取樣 信號輸入端分別通過電纜與相應(yīng)腐蝕區(qū)域的輔助陽極、通電點、參比電極相電連接，所述的 各恒電位儀用于根據(jù)相應(yīng)參比電極反饋的電位信號并結(jié)合預(yù)設(shè)的電位值調(diào)整其輸出電流 大小以使得各腐蝕區(qū)域的電位保持一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)，其特征在于 所述的預(yù)設(shè)電位值為+250mV +50mV。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)，其特征在 于所述的鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)為核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)的一個部件，該循環(huán)水過濾系統(tǒng)還包括 粗格柵、加氯框和細格柵，所述的粗格柵、加氯框和細格柵也設(shè)置成一個腐蝕區(qū)域，該腐蝕 區(qū)域也通過一獨立的恒電位儀進行電位控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)，其特征在于 所述的濾網(wǎng)外部兩側(cè)對稱區(qū)域分為位于濾網(wǎng)外部的左側(cè)和右側(cè)。
專利摘要本實用新型涉及一種核電站鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)外加電流陰極保護系統(tǒng)，它包括三個獨立的恒電位儀，所述的鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)分為三個腐蝕區(qū)域，分別為濾網(wǎng)內(nèi)部區(qū)域、濾網(wǎng)外部兩側(cè)對稱區(qū)域，所述的各恒電位儀用于根據(jù)相應(yīng)參比電極反饋的電位信號并結(jié)合預(yù)設(shè)的電位值調(diào)整其輸出電流大小以使得各腐蝕區(qū)域的電位保持一致，從而保證各區(qū)域的電位值始終保持在基準(zhǔn)電位，確保鼓形濾網(wǎng)各部位都達到最佳陰極保護電位，從而達到抑制金屬腐蝕的目的，實現(xiàn)了對循環(huán)過濾水系統(tǒng)的防腐保護，為核電站的安全運營奠定基礎(chǔ)。
文檔編號C23F13/02GK201785495SQ20102023583
公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者劉爽, 白榮國, 羅青生, 鄭莉, 郭志, 高玉柱 申請人:中國廣東核電集團有限公司, 大亞灣核電運營管理有限責(zé)任公司, 蘇州熱工研究院有限公司