曹旺

【摘  要】凝结水处理系统是核电站当中十分重要的系统之一，对于这一个系统主要是结余凝结水泵和低压加热器两者之间，对二回路当中杂质可以进行一个树脂交换处理，而且可以提供一个有效的发生器供水当中的水质要求，确保蒸汽核电站的主回路强放射性，并且蒸汽发生器发生故障，就没有办法对管子进行更换，只能以堵管的方式进行维护，并且在维护过程当中非常欠缺，因此为了能够在一定的程度上保持供水的一个质量问题，就需要加强对污水的处理，设置凝结水处理系统，能够对凝结水中的杂质进行有效的处理，但是在核电站的凝结水处理系统中还是存在很多的问题。本文主要分析了凝结水处理系统中存在的问题做出了详细的分析与相关的解决方案。

【关键词】核电站;凝结水;处理系统

一、核电站凝结水处理系统水质标准

核电站的凝结水处理装置是由五台前置氢型阳床和并列的五台氢型+氢阳型混床串联形成的，这套装置被称之为中压系统。氢型阳床和氢型+氢阳型混床的配水管是由一根母管和四根直管相应进行组合的，与此同时在出口处也增加了相应的挡水装置，另外在进行使用锥体分离法的过程当中，对于椎体装置上的N200mm，下部DN2600mm，在对于混床当中使用的强酸阳树脂和强碱阴树脂是美国的一家企业当中的产品，在凝结水处理装置上的出水水质一些要求可以见图表1。

二、对于核电站当中结水处理系统中存在的一些问题

（一）蒸发器液所含的带两个负电荷的硫酸根离子增高。核电站的凝结水处理系统早在上个世纪就开始投入了二回路系统来进一个运行。当中的处理水量已经达到了总结水量的百分之三十三，另外，蒸发器中包含的两个带负电荷的硫酸根离子的浓度在操作期间连续增加，最高达到了30μg/kg，通常情况下是4～6μg/kg，但是在凝结水处理系统投运之后，带两个负电荷的硫酸根离子的浓度就下降得非常明显。核电厂蒸汽发生器排放系统的蒸汽质量是氢电导率小于0.5μS/cm，[【Na】^+<3μg/kg，[【ClC^^-】<2μg/kg，[【so】_4^（2-）]<2μg/kg，[SiO2]<40μg/kg。可以看出凝结水处理系统是否投入使用，会导致蒸发器液相中的SO2-浓度最大相差将近30倍，在通常情况下都是为4～6倍，根据以上相关数据能够在一定的基础上推断出，当凝结水处理系统对公众的处理水量已经达到了满状态的时候，那么处于蒸发器当中的SO2-浓度就会变得更高。

（二）氢型和氢阳型混床这两者当中存在的问题。

1.树脂进行一定程度的结合。强酸阳树脂的密度在和强碱阴树脂之间相比之下密度要更大一点，因此需要在混床进行结合之后的上部，主要用途是ROH型碱性阴离子树脂，底层主要是用TH型强酸性阳离子树脂，中间是一些树脂的混合物，在核电站的凝结水处理中混床具有两种树脂分布，实际的测量结果见表2。

2.树脂当中进行分离。通过研究得知，在树脂当中的沉降速度和树脂的湿真密度存在着很大的关系，其中主要的关系就是树脂当中粒径以及湿真密度越来越大，进行沉降的速度也会相对于的增加，凝结水的混床树脂在进失效之后，大多数都会通过强碱树脂和强酸树脂的湿真密度和粒径来进行反洗处理分离，再接着对树脂进行一个逐步的再生处理，在这样的处理过程当中两者的粒径就是更加接近。核电站凝结水处理氢型+氢阳型混床树脂的分离主要采用的是椎体分离法，因为椎体分离装置直径比较大，并且反洗流速也非常低，树脂的膨胀效率也十分低。导致阴阳树脂没有办法把其中的杂质进行一个彻底分离，从而出现交叉污染，而锥形分离的裝置，主要是保证阳树脂在进行分离的一个过程当中逐渐体积进行缩小，阴树脂当中混合的阳树脂体积量不会超过1%。除了这些以外，这一类的分离装置当中的配置树脂界面检测比较容易遭受到破坏，当中的一些精度也会有所降低，这样会使得分离装置分离不能够达到最近的效果，同事分离装置没有办法把破碎的一些树脂进行一个有效的排除，从而使得和锥形链接的排水装置很容易就出现一定堵塞和破坏的情况出现。

3.树脂出现扰动的现状。对于核电站当中的凝结水处理系统出现混床扰动的一个主要因素来自于混床当中的布水装置的结构遭受到了一定破坏，同事树脂会发生扰动，已经混合好的树脂在出现扰动现状之后可能会使得树脂进行重新分层，导致了比重大的阳树脂出现向下移动，同直径当中的树脂层相对比较薄，因此在进水流高速的冲击下，使得树脂比较容易出现干扰。树脂扰动严重会导致交换器内部树脂层高相差300～400mm，导致偏流或者乱层情况发生。从而影响混床的正常运行。同时扰动还会将破碎的树脂扰动到混床的底部，从而流入到凝结水处理装置前面的蒸发器。并且通过受热之后分解数带两个负电荷的硫酸根离子以及其他的溶出物质。并且因为树脂的扰动导致了阳树脂大部分在树脂的下部，从而导致树脂层发生了分布上的变化，导致由阳树脂容出的带两个负电荷的硫酸根离子等有害物质不能够得到阴树脂的交换去除，从而直接进入到蒸发器。

三、SO2-在蒸发器中的浓缩

在蒸汽压力在17MPa的时候，SiO2，NaCl，Na2SO4的分配系数都为0.1，0.003，0.0001.因此可以知道，对于微量的硫酸根离子大体上都是聚集在蒸发器液当中。

相比1000MW核电站蒸发器，其中水体积为约3～120立方公尺，那么污水排放率约为1%。冷凝混合床处理的水量一般为3635立方公尺/h。假设混合床出水中漏出的【so】_4^（2-）浓度为363，500μg/h，每天漏失的【so】_4^（2-）为8724000μg，浓度在蒸发器中的浓度为_4^（2-）的浓度为24.2μg/L，【so】_4^（2-）的浓度为混床出水的242倍以上。在核电厂冷凝水处理系统运行期间，待处理水量为33%时，蒸发器的【so】_4^（2-）显着增加，最高达30μg/kg。。核电站凝结水处理系统改进

核电站的凝结水处理在核电站中起到了非常重要的作用，针对上述出现的一些问题做出相应的改进，主要方式有以下几种。一是设计了混合床的二次混合功能，使两种树脂在一定程度上充分混合，当强酸性阳离子树脂被硫酸化时可以释放。强碱阴离子树脂被交换和去除;二是混床再生器采用高塔分离方案，分离效果很好，可以在一定程度上减少树脂的交叉污染，并可进行树脂的粉碎。三是将阳床和混床的直径由DN3800mm改为DN3400mm，这样能够有效的减少树脂的扰动;四是将离子交换树脂的均粒和强度高的离子进行更换，减少破碎阳树脂。

四、结语

氢型+氢阳型混床系统会经常出现故障从而导致不能够满足压水堆核电站对水质的要求，凝结水系统在核电站的应用过程当中对核电站的影响非常大，所以在对凝结水系统出现相应问题的时候需要及时解决，才能够满足核电站凝结水系统的处理要求。

参考文献：

[1]文功谦，王博，周鹏，朱兴宝.某核电站凝结水处理系统存在的问题与对策[J].热力发电，2009，38（5）：77～79

（作者单位：山东核电有限公司）