核电厂凝结水精处理系统导致二回路水质钠离子浓度升高的原因分析与改进

来源 :安家(建筑与工程)中旬刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangjunshisb
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  摘要:本文针对二回路水质钠离子浓度升高的原因展开分析,内容包括外部药剂混入、凝汽器泄漏问题、ATE系统应用问题等,通过研究增加树脂擦洗次数、适当减小输送时间、做好快速漂洗工作等措施,其目的在于优化核电厂凝结水精处理系统运行过程,合理降低二回路水质钠离子浓度。
  关键词:凝结水精处理系统;ATE系统;凝汽器
  在核电厂凝结水精处理系统,在商业运行后出现蒸汽发生器排污系统(APG)中钠离子浓度异常升高问题,未能满足 WANO 先进化学指标。同时在 APG 系统钠离子浓度升高的情况下,若机组运行期间水质进一步恶化,严重时将导致核电机组后撤甚至停堆。基于此,需要针对问题出现原因,拟定合理的改进措施,从而提升核电厂工作环境的安全性。
  1二回路水质钠离子浓度升高的原因
  1.1外部药剂混入
  基于以往地应用经验可以了解到,在系统二回路工作过程中,经常使用到的外部药剂包括氨水、联氨、磷酸三钠等,功能是调整给水系统的pH值,满足系统运行的基础要求。在冷却水系统工作过程中,如果出现了泄漏问题,那么也会增加钠离子在二回路中的漏入量,从而导致水质中钠离子浓度上升。同时在外部剂应用过程中,如果使用到的总量较大,使得系统内物质浓度初始量较大,随着系统循环的进行,此时磷酸三钠中的钠离子也将有几率随着循环系统进入到二回路当中,在二回路水质中的钠离子也会受外界作用出现提升的情况,从而造成了钠离子浓度升高的问题,干扰到系统的正常运行。
  1.2凝汽器泄漏问题
  許多核电厂所建设位置都临近海边,海水比热容较大,而且来源充足,属于非常天然的降温媒介。在系统工作过程中,如果出现了凝汽器泄漏问题,那么海水中的钠离子也会通过泄漏处通过给水系统汇入到蒸汽发生器当中,使系统内原有水质出现恶化,使得二次回路水质中钠离子浓度出现上升的情况。
  1.3ATE系统应用问题
  在核电厂日常运行的过程中,ATE系统的主要作用是进行水质净化处理,确保二次回路水质可以满足相应的技术规范,如果其工作性能出现问题,那么也将直接影响到处理后水质的合规性。基于以往地应用经验,造成系统运行出现问题的主要原因在于,树脂再生结果无法满足应用要求,从而造成二次回路水质钠离子浓度出现了异常上升的情况。另外,系统在工作期间,如果出现了渗漏问题,使得海水汇入到已有系统当中,这样也会导致系统出现钠离子浓度异常波动的情况,影响到系统工作过程的稳定性。
  1.4树脂基本性能问题
  除了上述提到原因内容外,如果树脂基本性能出现应用问题,也会影响到二次回路水质钠离子浓度。基于以往地实践经验,阳树脂在应用中,其含水量的合理值在46%-51%,并且在体积交换处理过程中,其容量值不能低于2.0mol/L,如果氢型树脂(阳树脂失效后再生产物)在含量上超过了93.6%,那么此时钠离子泄漏量可达100ng/L,在时间积累下,该数值也会不断提升,最终影响到二次回路水质钠离子的具体含量。而阴树脂在应用中,其含水量的合理值在55%-65%,并且在体积交换处理过程中,其容量值不能低于1.1mol/L,如果氢氧型树脂(阴树脂失效后再生产物)在含量上超过了85%,那么此时钠离子泄漏量也会增加, 进而影响到二次回路水质钠离子浓度。
  2核电厂凝结水精处理系统改进措施
  2.1增加树脂擦洗次数
  通过增加树脂擦洗次数,可以减少杂质在物体表面附着,提升树脂性能稳定性。上文中已经提到过,树脂基本性能将直接影响到二次回路水质,尤其是树脂表面出现污染时,也将对系统性能带来非常严重的影响。基于此,在实际的处理过程中,也需要采取合理措施来清理掉树脂表面的污渍,使其可以保持洁净性,维持稳定的工作性能。而且对于分离塔内的树脂,由于受污染情况比较严重,因此也需要适当增加擦洗次数,降低树脂脏污程度,确保擦洗结果的有效性[1]。
  2.2适当减小输送时间
  通过适当减小输送时间,可以加快系统内水质循环速度,降低二次回路水质钠离子含量。在机组冲转过程中,对于处于全流量运行状态的分离塔系统工作状态进行人为干预,适当减少阴树脂的传送时间,这样可以有效降低再生塔内堆积的阳树脂含量,维持塔内工作状态的稳定性。而且在此过程中也会利用调节的方式来改变分离塔底部的托脂流量,在此过程中还需要做好塔内窥视镜工作状态的监督观察,从而控制好塔内树脂层的波动状态,使其可以维持在合理范围内,进而确保钠离子浓度波动状态的合理性[2]。
  2.3做好快速漂洗工作
  通过做好快速漂洗工作,有利于减少材料表面残留钠离子浓度,确保整个结构浓度的合理性。基于以往经验可以得知,在阴树脂再生处理后,会进入到阳树脂贮存塔进行混合,此时借助快速漂洗的方法,可以迅速降低树脂表层附着钠离子浓度,稳定系统结构浓度。另外,在工作过程中,还需要减少再生碱液(主成分为NaOH)的使用量,这样也可以有效降低R-COONa浓度,维持水质稳定性[3]。
  结束语
  综上所述,增加树脂擦洗次数,可以减少杂质在物体表面附着,适当减小输送时间,可以加快系统内水质循环速度,做好快速漂洗工作,有利于减少材料表面残留钠离子浓度。通过采取合理措施来改善二次回路水质问题,对于提升核电厂系统工作状态稳定性有着积极地意义。
  参考文献
  [1]程振华,王国良.核电厂凝结水精处理系统导致二回路水质钠离子浓度升高的原因分析与改进[J].核动力工程,2020,41(06):182-186.
  [2]昌桐,刘慧宇,郑文君.核电厂二回路系统水化学控制优化[J].科技视界,2020(24):16-17.
  [3]孔祥贡,李建兴.ICP-OES法测量核电厂二回路水中的二氧化硅[J].中国核电,2020,13(03):363-366.
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