某核电站凝结水处理..

某核电站凝结水处理存在的问题与对策

《热力发电》2009（5）

文功谦，王博，周鹏，朱兴宝

（中广核工程有限公司调试部，广东深圳 518124）

[摘要] 针对某核电站凝结水处理系统存在的问题，通过在混床内增加二次混合设备、采用先进的高塔分离法、设计均匀的布水装置、选用优质的离子交换树脂等对策解决所存在的问题。

[关键词] 核电站；凝结水；离子交换树脂；混床

The problem and the countermeasure of the condensate polishing system in one PWR WEN Gong-qian，WANG Bo，ZHOU Peng，ZHU Xing- bao

（The SUE Department of CNPEC, Shen Zhen, Guang Dong, P. R.China 518124）Abstract：For solving the problem existing in the condensate polishing system, some methods can be used. There are adding the second equipment in mixed bed, using the new high tower separating method, designing the well-proportioned condensate distribution device and choosing the ion exchanging resin of high quality.

Key Words ：PWR；condensation；ion exchanging resin；mixed bed

1核电站设置凝结水处理系统的必要性

核电站反应堆一回路具有强烈的放射性，而蒸汽发生器一旦发生泄漏等故障，由于有放射性问题，无法更换管子，只能堵管，维修的条件非常困难。所以，为了保证核电站蒸汽发生器的给水质量，除了加强蒸汽发生器的排污外，就必须设置凝结水处理装置，以去除凝结水中的悬浮性杂质和溶解性的盐类。

2某核电站凝结水处理系统设备与水质指标[1][2]

某核电站采用的凝结水处理系统由并列的3台前置氢型阳床（RH）（DN3800，配水管为母管分四支管出口加有挡水板，）和并列的3台氢型混床（RH―RH/ROH）（DN3800，配水管为母管分四支管出口加有挡水板）串联组成。

再生设备采用的是锥体分离法（上部DN2000，下部DN2600，高5450mm）。

凝结水处理系统处理后出水水质要求如表1。

表1 凝结水处理系统出水水质

项目阳电导率悬浮物SiO2Cl-Na+SO42-

单位µs/cm 去除率µg/l µg

/l µg/l µg/l 限定值<0.08 >90% <2 <0.1 <0.1 <0.2 3某核电站凝结水处理系统存在的问题[8~11]

某核电站凝结水处理系统采用的是前置氢型阳床加氢型混床（RH―RH/ROH）的中压

处理系统，强酸阳树脂（Amberjet 252 H）和强碱阴树脂(Amberjet 900 OH)是美国Rohm and haas 公司的产品。

3.1凝结水处理系统投运导致蒸发器所含SO42-明显增高

某核电站1997年7月至9月将该处理系统并入二回路主系统试运行，处理水量为33%。

运行期间发现，蒸发器所含SO42-明显增高，最高达30μg/kg，一般为4~6μg/kg；而当退出该

处理系统后，SO42-则随之逐步下降，最低为1μg/kg。2006年在更换为美国Rohm and haas 公

司生产的强酸阳树脂（Amberjet 1600 H）和强碱阴树脂(Amberjet 9000 OH)新树脂后，6

月27日至7月4日将该处理系统并入二回路主系统运行时，也出现了同样的规律。

某核电站蒸汽发生器排污系统水汽质量为：氢电导率小于0.5μs/cm，[Na+]<3μg/kg，[Cl-]<2μg/ kg，[SO42-]<2μg/kg ，SiO2<40μg/kg。[3]

可见，该凝结水处理系统投运与不投运相比，使得蒸发器中的SO42-最大相差近30倍，

一般情况下为4~6倍。可以推测，当该凝结水处理系统处理水量为100%时，蒸发器中的SO42-

将更大。

3.2氢型混床（RH―RH/ROH）存在的问题[5~7]

3.2.1氢型混床的树脂混合问题

某核电站凝结水处理系统氢型混床使用的是型号为Amberjet 1600 H/Amberjet 6000 OH

离子交换树脂。

由于强碱阴树脂湿真密度比强酸阳树脂的湿真密度小，因此，混床内混合后的树脂往往

自上而下的层态分布为：上部主要是ROH型强碱阴树脂，底部主要是RH型强酸阳树脂，中

间则是这些型号树脂的混合物。某发电厂的凝结水处理混床中实际测得的两种树脂分配情况

见表2。

表2 混床中自上而下两种树脂分配比例

取样部位（表层下，m）阳、阴树脂比例（阳：阴）

0 0.08 : 1

0.4 0.36 : 1

0.8 1.39 : 1

1.0 1.34 : 1

由表2可见，凝结水混床中，湿真密度大的强酸阳树脂在床层的底部。这种情况下，强酸阳树脂会有SO42-和其他溶出物溶出，通过给水进入到蒸汽发生器，并在其中浓缩。SO42-在蒸汽中的携带系数很小，基本上就留在蒸汽发生器内了，从而导致蒸汽发生器中的[SO42-]浓度逐步增加。

3.2.2凝结水混床树脂的分离问题

研究表明，树脂的粒径、湿真密度决定树脂沉降速度，树脂的粒径、湿真密度愈大则其沉降速度也愈大。

凝结水混床树脂失效后，利用强碱阴树脂、强酸阳树脂的湿真密度差、粒径差，通过反洗分离后，分别对强碱阴树脂、强酸阳树脂再生。但是，强碱阴树脂、强酸阳树脂的湿真密度差很小，例如RHSO4（R 2SO4）为1.12g/ml，RH为1.19g/ml，仅相差0.07g/ml，尤其是树脂污染后，湿真密度相差就更小；另外，部分强碱阴树脂、强酸阳树脂的粒径接近，尤其是树脂破碎后，两种树脂粒径更接近。因此，一部分强碱阴树脂、强酸阳树脂的沉降速度很接近。所以，两种树脂分离后互相仍有一定的混杂，例如某热电厂凝结水混床在分离后的强酸阳树脂中混有6.11%强碱阴树脂，强碱阴树脂中混有4.46%强酸阳树脂。在再生时，混入强酸阳树脂的强碱阴树脂会转为RCl型，混入强碱阴树脂的强酸阳树脂会转为RNa型。这不仅降低了树脂的再生度，而且会导致混床树脂保护层由于可能存在RCl型和RNa型树脂，破坏了保护层的保护作用。

某核电站凝结水处理系统氢型混床（RH―RH/ROH）树脂的分离，采用的是锥体分离法。

由于锥形分离装置(兼阴树脂再生装置)直径较大(高度直径比小)，反洗流速低和树脂膨