核电站凝结水精处理系统配置方案的研究

2022-09-12

由于设计与运行的标准不同, 核电站的凝结水精处理系统也存在较大差异, 某些核电站通常不会设置凝结水精处理系统, 而某些核电站是会设置移动式的凝结水精处理系统。

一、系统设置的必要性

核电站对于水质的要求比较高, 而相关规定对凝结水精处理系统也有相应说明, 另外直流锅炉供气的机组, 凝结水应该进行精处理, 亚临界汽包锅供汽的机组也应该进行精处理。

二、设计基准与安全准则

凝结水精处理采用是的旁流式精处理系统, 将凝结水精处理装置从水泵的出口接出, 并将净凝结水泵安装于出水母管上, 后者的作用在将处理过的凝结水送回后面的凝结水管中。在排出压力方面只需要满足凝结水在经过精处理装置时的所产生的压降即可。待处理的凝结水从主凝结水泵的出口母管接出, 首先需要经过前置的阳床进行处理, 该步骤的目的在于去除水中的杂质。结束该步骤后, 再经过深层混床进行精处理, 达到彻底去除水中杂质的要求。混床出口的净凝结水经过净水管道送回主凝结水系统。在这一过程中需要考虑到部分净凝结水自动返回到精处理装置母管, 从而实现主凝结水全流量处理的目标, 净凝结水与主凝结水的相母管连接处设置了调节阀, 对系统压力进行调节。

如果前阳床失效后, 就需要启用备用阳床。高速混床失效后, 同样需要启用备用混床。

三、系统设置容量分析

(一) 机组启动阶段

在该阶段, 处理系统的主要工作内容是将水中的悬浮物体与盐类去除, 以此来缩短二回路水系统循环, 冲洗工作的时间。确保机组能够尽快正常运行, 从而提升发电效率, 并且对于废水排放与盐水消耗有一定作用。如某机组在初次启动阶段, 二回路系统管道与设备中腐蚀产物较多, 由于没有凝结水精处理系统, 只是凭借除尘盐水循环排放与冲洗方式, 耗时长达半个多月。而机组在启动后, 需要几天时间, 二回路的水质才能达标。而增加了凝结水精处理装置, 启动后, 在十个小时时间内二回路水质就达到了标准。机组在起动时运行精处理装置, 能够有效减少二回路系统动能消耗, 除盐水消耗, 投资运行成本, 从而提升经济效益。

机组启动阶段处理系统的设计容量需要满足启动阶段全部的凝结水精处理。对于标准不同的核电机组而言, 处理系统的容量是反应堆处于最低的运行功率时所对应的凝结水量。

(二) 凝汽器泄漏工况

当凝汽器发生冷却水泄漏时, 水处理系统能够对凝结水进行除盐处理, 以此来确保有充足时间开展检查与维修工作, 或者是完成正常的安全停机。在实际运行工作中, 难以保证泄漏情况发生。对于核电机组泄漏而言, 其主要的影响与冷却水的水质有关。当水中的含盐量高时, 造成的影响就越大。蒸汽发生器排污能够在一定程度上抵消外部杂质入侵对二回路水质所造成的影响。因此在处理系统设计时, 需要考虑到冷却水的含盐量, 水质控制标准, 除盐水的补给水质, 蒸汽发生器排污量, 凝汽器允许的泄漏值, 水量等因素, 并在此基础上进行比较与计算。

(三) 机组正常运行阶段

该环节投运处理系统其作用在于去除悬浮物与盐, 以此达到蒸汽发生器内金属与盐类腐蚀产物沉积降低的目标。核电机组蒸汽发生器通常将排污率控制在0.1%—1.1%范围内。依据此可以粗略的对给水的含盐量与排污水比率进行计算。正常工况下, 去除除盐补给水带入盐类以及二回路水系统产生的杂质, 从而使二回路水质达到相应的标准。

四、系统运行参数

(一) 正常运行

机组处于正常运行状态时, 凝结水精处理系统也在一段时间内保持同步运行。在正常运行情况下, 为确保机组安全, 在控制工作过程中需要严格执行要求。出水阴导电率与前置阳床压差, 树脂捕捉器压差都要控制在一定标准范围内, 前置阳床控制点与混床运行控制点分别是出水阴电导率, 压差值, 压差, 出水导电率, 二氧化硅, 钠。在该环节, 需要设有备用的阳床与混床, 以防止设备失效时, 备用设备能够及时补足。

(二) 特殊稳态运行

处理系统在某些特殊的情况下可以连续、稳态运行。机组启动阶段系统运行可以促使凝结不水质在较短时间内达标, 以此来缩短机组启动的时间与凝结水排放量。而在正常运行时间内, 系统则可以去除水中杂质, 确保水质。在凝汽器出现泄漏情况下, 运行处理系统则可以为维修工作争取时间, 同时也能够保证有足够的停机时间。