[发明专利]一种核电站含硼水中溶硅的去除系统和方法

说明书

本发明属于核电站水化学控制技术领域，具体涉及一种核电站含硼水中溶硅的去除系统和方法。本发明利用多级纳滤系统截留含硼水中的溶硅，通过反复透析的方式以提高硼酸回收率。本发明在确保有效去除溶硅、未引入其他杂质的同时，硼酸的回收率达到99.5％以上，减少了核电站放射性废物的产生量。

技术领域

本发明属于核电站水化学控制技术领域，具体涉及一种核电站含硼水中溶硅的去除系统和方法。

背景技术

核电站一回路中添加硼酸以控制反应性，确保核电站安全可控，目前国内外核电站普遍存在含硼水中溶硅高的问题。溶硅所包含的硅酸及硅酸胶体与钙、镁、铝等离子同时存在时，容易在燃料包壳表面形成硅酸盐沉淀，危及机组的安全运行；溶硅的化学性能和物理性能与硼酸非常接近，导致硼酸与溶硅的分离非常困难；由于核电站的特殊性，对水质有严格的要求，在去除溶硅的同时不能引入杂质，同时要确保硼酸的高回收率，否则会造成放射性废物量非常大。

目前国内外核电站含硼水中溶硅正逐年累积，但还没有有效去除溶硅的方法。因此，急需开发一种方法，用于去除核电站含硼水中的溶硅。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：提出一种核电站含硼水中溶硅的去除系统和方法，有效去除核电站含硼水中的溶硅、同时不引入其他杂质并确保硼酸的高回收率。

本发明的技术方案如下所述：

一种核电站含硼水中溶硅的去除系统，包括核电站硼酸储存箱、透析液缓冲罐、一级进水缓冲罐、一级纳滤、二级进水缓冲罐和二级纳滤：核电站硼酸储存箱内的含硼水输送至一级进水缓冲罐；一级进水缓冲罐有两个输出口，一个输出口连接二级进水缓冲罐，另一个输出口连接一级纳滤，一级纳滤对液体进行透析，透析时硼酸穿过纳滤膜，而溶硅被纳滤膜截留，透析后的透析液输送至透析液缓冲罐，浓缩液回流至一级进水缓冲罐；二级进水缓冲罐有两个输出口，一个输出口连接核电站放射性废物回收系统，另一个输出口连接二级纳滤，二级纳滤对液体进行透析，透析时硼酸穿过纳滤膜，而溶硅被纳滤膜截留，透析后的透析液输送至透析液缓冲罐，浓缩液回流至二级进水缓冲罐；透析液缓冲罐的输出口连接核电站硼酸储存箱。

作为优选方案：一级进水缓冲罐与一级纳滤之间设有一级纳滤泵；二级进水缓冲罐与二级纳滤之间设有二级纳滤泵；透析液缓冲罐与核电站硼酸储存箱之间设有透析泵。

作为优选方案：所述一级纳滤包括前后串联的一级纳滤A和一级纳滤B。

作为优选方案：所述一级纳滤和/或二级纳滤采用的纳滤膜的孔径为3-5nm。

一种核电站含硼水中溶硅的去除方法，包括以下步骤：

步骤1

核电站硼酸储存箱来水V1体积排入一级进水缓冲罐，然后经一级纳滤泵升压后分别通过串联的两列一级纳滤A和一级纳滤B进行透析，透析液流至透析液缓冲罐，浓缩液回流至一级进水缓冲罐；调节一级进水缓冲罐进水流量与透析流量相等，确保一级进水缓冲罐维持在固定液位H1；当累积处理量达V1体积时停止进水，包括一级纳滤泵、一级纳滤A和一级纳滤B在内的一级纳滤系统继续运行至一级进水缓冲罐液位降至H2时，一级纳滤泵停止运行，最终一级进水缓冲罐剩余溶液V2体积；

步骤2

一级进水缓冲罐中剩余的V2体积溶液，自动加核电站硼酸储存箱中溶液V3体积，共同排至二级进水缓冲罐，即一级纳滤最后剩余的含高浓度溶硅的含硼水加入一定比例的源水稀释后进入二级纳滤系统处理；当二级进水缓冲罐液位高度达高度H3时，二级纳滤泵启动使二级纳滤开始透析，透析液流至透析液缓冲罐，浓缩液回流至二级进水缓冲罐；

步骤3