岭澳核电站二期凝结水处理系统重大技术改进

在岭澳核电站二期ATE系统中，每台机组平 行布置5台前置阳床（每台阳床出力为909 m3/h， 树脂体积为11.45 m3，压力为3.5 MPa，温度为 60℃）。在前置阳床出水管上设有电导率表和压力 表，底部出水装置采用蝶型多孔板加双速水帽， 同时保证树脂排放率为99.99%。每台阳床后设置 树脂捕捉器，阳床树脂有专用的再生塔。
用压缩空气将前置阳床再生塔内的水排放到 树脂上方约600 mm处，停止进压缩空气并排水。 从再生塔底部进罗茨风机的压缩空气对树脂擦洗 4 min后停止进气，然后对树脂进行反洗，待树脂 膨胀后停止反洗；再生塔内留下一段空间，通入 压缩空气约30 s，使下一步排水时有足够的动力， 将擦洗出的腐蚀产物等杂质随同污水在压缩空气 动力的作用下从中部排水口排出。按以上流程循 环数次，直到出水干净为止，然后进4%～5%的 HCl溶液对树脂进行再生、置换、正洗。再生时 间约2 h。正洗出水电导率小于8 µS/cm后，将树脂 转到储存塔备用。 3.7 混床树脂的分离和输送 3.7.1 高塔分离法的特点 岭澳核电站二期的 ATE 系统采用高塔分离法（Funsep 法），可保证 强碱阴树脂在强酸阳树脂层内的含量（体积比） 小于 0.08%，强酸阳树脂在强碱阴树脂层内的含 量（体积比）小于 0.07%。
2 大亚湾、岭澳核电站一期ATE系统主要 问题简述
2.1 混床内树脂的均匀混合 系统的混床没有设计树脂的二次混合装置，
当树脂输送到混床内混合不均匀时，出水水质不 能得到保证。 2.2 混床失效树脂分离效果下降
由于系统采用的是锥体分离法，装置配置的 树脂界面检测仪容易损坏或精度下降，导致该装 置分离效果明显下降。同时，由于该装置无法排 除破碎树脂，其锥体粘结的排水装置结构容易堵
高塔是该系统用于分离树脂的专用设备，由 树脂分离塔、阴树脂再生塔、阳树脂再生塔组成。 其特点是上部直径扩大为倒锥体，从而可以保证 下面的阳树脂充分膨胀，而阴树脂在上面不会被 冲出，保证两种树脂可以很好地分层。塔的上部 有布水装置，底部有配水/排水装置。塔内设有一 个过渡区（即混脂区），高度在1 m内，在阴、阳 树脂的理论界面上设置阴树脂出脂口，输送阴树 脂时就基本不会带出阳树脂。
关键词：岭澳核电站二期；凝结水处理；阳床；混床；硫酸根 中图分类号：TL353 文献标识码：A
1引言
大亚湾、岭澳核电站一期凝结水处理（ATE） 系 统 是 由 英 国 汤 姆 逊·肯 尼 特 （ Thompson Kennicott）有限公司设计安装的。该系统的设计 原则是：①ATE系统的启动、停用等不能影响常 规岛给水系统的运行；②能够全流量处理凝结水； ③系统失气、失电时，保持停运状态；④在凝汽 器发生微量海水泄漏时（60 L/h），保证蒸汽发生 器（SG）给水水质满足要求；⑤当发生大量海水 泄漏（3 t/h）时，可保证SG给水水质达到要求5 h， 以便处理设备的缺陷。但是，在系统投运后出现 了诸多问题。本文针对大亚湾、岭澳核电站一期 ATE系统存在的问题，对岭澳核电站二期ATE系 统进行了重大改进，并且实现了设备全部国产化。
第 30 卷 第 6 期（增刊） 2 0 0 9 年 12 月
核动力工程
Nuclear Power Engineering
文章编号：0258-0926(2009)06(S2)-0001-05
Vol. 30. No.6(S2) Dec. 2 0 0 9
岭澳核电站二期凝结水处理系统重大技术改进
朱兴宝，熊京川，梁桥洪
由于混床树脂失效后分离不理想，在再生时 容易发生交叉污染；再生后的树脂输送到混床内 混合不均匀，混床运行时树脂扰动严重，2种树脂 容易重新分层，使得强酸阳树脂大部分在混床的 底部。同时，混床运行时树脂扰动严重还会导致 树脂破碎。
压水堆核电站二回路补给水质量规定，SO42＜2 µg/ kg。由于强酸阳树脂能溶解出硫酸根，破 碎 的 强 酸 阳 树 脂 进 入 SG 的 热 力 系 统 内 也 能 溶 解出硫酸根，因此，ATE系统投运导致了SG内所 含SO42-明显增高（一般为4～6 µg/kg，最高达 30 µg/kg），并超过SG的水-汽质量标准[1~4]。
次分离，具体方法是：将反洗进水流量调节到 30 m3/h左右，采用与第一次分离相同的方法调节 反洗流量，直到树脂完全分开；在确认分离效果 无误后，即可输送阳树脂。阳树脂输送的动力为 冲洗水，通过阀门V3调节水流量保持在3 m3/h左 右，通过分离塔上部进水阀，控制上部进水流量 在20 m3/h左右，打开分离塔阳树脂出口阀和混床 树脂的阳再生兼储存塔的进树脂阀和底部排水 阀，阳树脂缓缓地被水力压送到阳树脂再生兼储 存塔中；分离塔中的树脂界面不断下降，当树脂 界面到达分离塔脂位开关处时，因为树脂的光反 射强度变化导致脂位开关（光电料位树脂界面检 测仪）给出一个信号，表明阳树脂已输送完毕（有 经验后也可用时间设定）；树脂输送完毕后，将树 脂输送管道冲洗干净，防止树脂管道内有残留的 树脂。
混床的过程中，由于阴、阳树脂的沉降速度不同， 会使树脂产生一定程度的分层，从而影响混床出 水水质。因此，需要在树脂输送结束后，将混床 内的水排到树脂层面以上约100～200 mm处，然 后用压缩空气搅动树脂层，将混果运行后出水水质仍不能达到要求，可再 利用混床的二次混合装置，将混床树脂重新混合 后再投运，使出水水质满足设计要求。 3.6 前置阳床树脂的清洗和再生
（中广核工程有限公司，广东深圳，518124）
摘要：针对大亚湾和岭澳核电站一期凝结水处理（ATE）系统投运后蒸汽发生器（SG）中 SO42-明显增 高并超标等问题，对岭澳核电站二期 ATE 系统中的前置阳床和氢型混床的尺寸、布水装置以及离子交换树 脂和分离装置等进行了重大的技术改进，提高了混床离子交换的效果，减少了因强酸阳树脂在混床底部溶出 硫酸根和碎树脂漏入热力系统，而降解分离出硫酸根进入 SG 的可能性，确保和改善了 SG 的水-汽品质。
混床的阳树脂和阴树脂再生塔的反洗膨胀 高度大于树脂体积的100%，混床阳树脂再生塔 兼储存塔。混床阴树脂再生塔的作用是将阴树脂 再生后送入混床的阳树脂再生塔。混床阳树脂再 生塔和混床阴树脂再生塔都能在反洗时将碎树 脂冲走。 3.5 混床中树脂的混合
将阳树脂再生塔（储存塔）中混合好备用的 树脂输送到混床。树脂在混床中混合时，压缩空 气气量为2.3～2.4 N·m3/(min·m2)，气压为0.1～ 0.15 MPa，时间约10 min。在用水/气将树脂送入
高塔分离塔独特的结构起到了以下作用： ①反洗树脂时水流在直筒体内呈均匀的柱状流 动；②塔内没有中间集管装置，因此，在反洗、 沉降及输送树脂时不会有搅动影响树脂的分离； ③分离塔下部的截面小，使得高度与直径的比例 更为合理，减少了树脂混脂区的容积；④上部倒
朱兴宝等：岭澳核电站二期凝结水处理系统重大技术改进
高塔分离法混床失效树脂体外再生系统由树 脂分离塔、阴树脂再生塔、阳树脂再生/混合/储 存塔和酸碱系统等组成。其中，混床阴、阳树脂 再生塔设计压力为 0.65 MPa，工作温度为 5～ 50℃。进酸装置和进碱装置均为母管加绕丝支管 形式，绕丝缝隙为 0.3～0.35 mm。混床阴树脂再 生塔内留有 100%的树脂反洗膨胀高度，顶部进 水口兼作上部排水口，进碱口兼作中部排水口， 下部排水口兼作反洗进水口及压缩空气进口。混 床阴、阳树脂再生塔的底部配/排水装置都采用 双盘碟形加双流速绕丝水帽（小阻力双速水帽）， 双盘碟形配/排水装置无水流死角，塔内不会隐藏
塞和损坏。 2.3 前置阳床和混床内树脂出现扰动
前置阳床和混床内树脂出现扰动主要由以下 因素引起：
（1）前置阳床和混床的直径都为3 800 mm， 而树脂层高与直径相比相对比较薄，在高速水流 的冲击下，树脂容易被搅动起来。
（2）前置阳床和混床上部布水装置的下面装 有带挡板的大喷头，当4股水流自上而下的冲击下 面的树脂时，不可避免会将树脂搅动起来。 2.4 SG中SO42-超标
3 岭澳二期核电站ATE系统简介
该系统由前置氢型阳床（RH）和加氢型混
收稿日期：2009-11-10；修回日期：2009-12-29
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核动力工程
Vol. 30. No. 6(S2). 2009
床（RH-RH/ROH）串联组成，属于中压（3.5～ 3.9 MPa)处理系统，设备全部国产化。 3.1 前置阳床
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锥体提供了阳树脂能充分地膨胀而阴树脂又不被 冲走的空间；⑤下部的细长筒体使阴阳树脂截面 处有近1 m高度的隔离树脂层保留在分离塔中，从 而保证了阴、阳树脂的彻底分离，分离后阴、阳 树脂的混脂率都在0.1%以下。 3.7.2 树脂分离与输送的方法 3.7.2.1 树脂分离前的准备工作 在树脂分离 前，用罗茨风机将空气通入树脂分离塔，对树脂 进行一次空气擦洗，在擦洗过程中搅动树脂，避 免树脂结块和抱团，同时将树脂层中的腐蚀产物 分离出来。擦洗前将分离塔的水位控制在离树脂 层上面约200 mm处，擦洗后接着用水自上而下淋 洗去除腐蚀产物；或先进水，然后从上部进压缩 空气、从下部以排水的方法将腐蚀产物除去。在 树脂的分离过程中，由阳树脂出脂门进少量脉冲 水，搅动最底部的树脂，以免形成死角。这样可 以使两种树脂得到很好的分离，将再生时的交叉 污染降到最小。 3.7.2.2 树脂的第一次分离 第一次分离树脂按 以下5个步骤进行：①从分离塔底部３个反洗进水 阀 V1 、 V2 、 V3 进 水 ， 将 反 洗 进 水 流 量 调 节 到 50 m3/h左右，将树脂全部托起到分离塔上部的锥 斗处，使树脂充分地膨胀，并且阴树脂上升的速 度远远大于阳树脂的上升速度；②将反洗进水阀 V1关闭，并通过阀门V3将反洗进水流量调节到 30 m3/h左右，此时阴树脂和阳树脂开始慢慢分 开，但树脂依然在往上升；③将反洗进水阀V2关 闭，通过阀门V3将反洗进水流量调节到18 m3/h； ④将反洗进水流量调节到10 m3/h左右，此时，阴 阳树脂已经基本分离开，阳树脂下沉，阴树脂上 升；⑤通过阀门V3将反洗进水流量调节到3 m3/h 左右，此时，阴阳树脂已经完全分离开，可看见 一条很明显的阴阳树脂分界线。此时可以开始对 阴树脂的输送。 3.7.2.3 阴树脂的输送 阴树脂输送的动力为冲 洗水，通过阀门V3使反洗进水流量保持在3 m3/h 左右，打开分离塔的上部进水阀，控制上部进水 流量在20 m3/h左右；打开分离塔阴树脂出口阀和 混床树脂的阴再生塔底部的排水阀，阴树脂缓缓 地被水力压送到阴树脂再生塔中，当阴树脂界面 下降至阴树脂出口处时，阴树脂输送完毕。 3.7.2.4 树脂的第二次分离与输送 关闭阀门 V1、V2、V3，对分离塔内的剩余树脂开始第二