摘 要: 本文着重介绍核电站二回路凝结水精处理的目的、系统形式设置并分析了其优缺点, 对核电凝结水处理系统提出自己的观点。

1 核电的形势

中国的能源结构中煤电比重太大,到目前 为止核电所占比重不到总发电量的 2%。煤碳做为不可再生资源,全部用来发电是一种浪费,对环境也是一种污染。中国政府提出在2020年 之前使中国的核电装机达到 40,000MW,即中 国在未来 14 年间要相继建成 36 座核反应堆, 从而实现这一目标。(注:中国2020年总发电装 机预计为 1,200,000MW,核电将占 3.6%),2006 年核电三代招标美国西屋公司胜出,标志着最先进的核电技术将落户中国。 作为核电的水化学工作者学习是当务之急,我们要充分借鉴国外先进的化学管理和运 行经验,使我们的核电水化学技术跟上核电的 步伐。核电的凝结水处理系统在核电厂运行的安全性、经济性都起着重要作用。本文着重介 绍凝结水处理的重要性及核电厂凝结水处理 的两种典型系统。

2 凝结水精处理的重要性

2.1 从二回路系统有效地排除盐类

水和蒸汽,在热力系统中不断地循环,起着传送热量的作用。现分析一下二回路系统 的盐类平衡。

分析如下:

从图 1 可以看出:在热力系统中不装设凝 结水精处理设备时,热力系统中的盐类只有一个出口, 就是二回路排污。二回路排污排出 盐类的效率与给水在二回路内的浓缩倍率成 正比,也就是浓缩倍率越高,排出盐类的效率 也越高。换言之,当带入热力系统的盐类,在 允许的二回路浓度下,通过排污不能维持平衡 时,二回路浓度将上升,直接影响蒸汽的品质。 尤其是二回路的启动阶段,水质比较脏,靠排 污降低水质浓度需要很长的时间,影响机组的 正常投入运行。在装设了凝结水精处理设备 时, 因为全部凝结水都经过凝结水处理设备, 其去除盐类的效率是很高的,能很快地降低二 回路系统中的含盐量,使热力系统的水汽质量 合格, 保证机组的正常运行。

2.2 二回路凝结水精处理的目的 是保证二回路系统水质,防止和减少对蒸汽发生器传热管,汽轮机设备管道的腐蚀。目前核电站为提高蒸汽发生器的可靠性,对二回 路制定了严格的水质标准(见表1)。

大亚湾核电厂两台 900MW 压水堆核电机组于 1994 年 2 月和 5 月先后投入商业运行。 由于各种原因,两台核电机组均未设置凝水精 处理装置,这就给机组的安全经济运行带来十 分严重的影响。

(1)在机组安装结束,初次启动期间,花了 大量的时间进行系统冲洗,如 1 号机在初次启动时,光冲洗系统至水质合格就花了近一个月 时间,而每台机组每少发一天电,就少一百万 美元的收入。

(2)由于凝汽器的泄漏,给机组的安全经济 运行带来了很大的威胁。以 1 号机为例,该机组自 1993 年 8 月至 1994 年 4 月不到一年的时间内,凝汽器就发生了 5 次泄漏,其中3 次使机 组强迫停运,两次降负荷运行。3 次停运时间 共达 39 天,其中用于系统冲洗时间为 18 天, 直接经济损失达人民币三亿多元。若设凝水精处理装置,凝汽器小漏时可以维持机组正常 运行,大漏时可保证机组安全停堆并节省重新 启动时系统冲洗时间。

(3)今后每次机组大小修后,若没有凝结水精处理装置, 仍将耗费大量时间用于系统冲 洗。在机组启动时, 改善蒸汽发生器水质需 冲洗 7 天,有凝水精处理装置只需一至两天。

(4)根据法国 EDF 的规定,为保证蒸汽发 生器的安全运行,蒸汽发生器二次侧含 Na 量应小于 5μg/e。根据法国的运行经验,其水质应经常控制 Na 低于 lμg/e的水平。众所周知, 核电站二次回路的水质较大容量高参数火电 厂更为严格,因此不设凝水精处理设备是无法 保证核电厂安全运行的。因此,大亚湾核电厂补充设置了凝结水精 处理系统。

3 凝结水精处理的两种方式

3.1 凝结水精处理系统最常见处理方式

前置阳床 + 混床系统系统

流程为凝结水泵 - 阳床 - 混床 - 树 脂捕捉器 - 增压泵 - 凝结水系统。