核电厂凝结水精处理系统特殊稳态运行探讨

赵文滔

中图分类号：TM9 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2018）2-000-01

摘要 核电厂凝结水精处理系统可能因系统水压试验不当，导致混床出水装置受损失效，需要设计一种特殊稳态运行模式，满足机组燃料循环需求。本文首先对核电厂凝结水精处理系统的主要功能进行分析，结合某核电厂实际情况，探讨混床受损原因以及应对措施。

关键词 核电凝结水 精处理系统 特殊稳态运行

核电厂凝结水精处理系统主要有前置阳床、高速混床和在生装置组成。某核电厂的凝结水精处理系统由于水压试验不当，导致5台混床出水装置严重受损，出水孔板脱焊，其中一台已经无法修复。经过计算分析后，将“四用一备”的正常运行模式转变为“四用零备”特殊运行模式，从而使凝结水精处理系统能够保持稳态运行，满足生产要求。因此，对凝结水精处理系统的特殊稳态运行模式进行研究十分重要，是解决系统运行问题的关键。

一、核电厂凝结水精处理系统的主要功能

核电厂的凝结水精处理系统属于永久性装置，主要功能是去除凝结水的悬浮状、离子态杂质，确保蒸汽发生器给水水质符合标准要求。某核电厂凝结水精处理系统包含5台前置阳床和5台高速混床，体外采用两套完整再生装置，每套装置包括1台阳树脂再生塔、1台树脂分离塔、1台阴树脂再生塔以及1台混合贮存塔。机组正常启动运行后，凝结水精处理系统开始投入运行，采用“四用一备”运行方式，凝结水经过前置阳床、高速混床处理后，经水泵提升至凝结水主系统。如果前置阳床或高速混床的出水水质不达标，则该列装置解列退出运行，将备用设备投入使用。整套装置安装完毕后，要进行水压试验。该核电厂由于在水压试压中未安装混床平衡管，平衡管接口处均采用盲板进行临时封堵，导致压力平衡腔没有充水，进而导致出水孔板的单侧受力过大，环焊缝出现脱焊，5台混床均受到损伤，无法正常投入使用。

二、核电厂凝结水精处理系统的特殊稳态运行模式分析

（一）元素守恒计算分析方法

在上述核电厂1号机组的二回路热力系统中，凝结水从凝汽器中被抽取出来，提升至出口母管的化学仪表出进行分析检测，若满足水质要求，直接泵送到二回路热力系统，若水质检测不满足要求，则投入凝结水精处理系统对二回路截止进行净化处理。由于5台混床中有一台受损严重，无法进行修复，只能将“四用一备”运行方式转变为“四用零备”。需要采用元素守恒计算方法对二回路中最难处理的Na+离子进行分析计算。

已知单台混床的最大处理流量为1050.84t/h，凝结水精处理系统的最大给水流量为3467.82t/h，出口Na+离子控制值小于等于0.1μg/kg，出口母管预期值小于1μg/kg，排污水的Na+离子运行限制为10μg/kg以内，系统允许最大排污量为70t/h。经过计算可以得出，出口母管的Na+离子期望值小于0.20μg/kg时凝结水精处理系统可以退出运行。以此为依据，可以得出出口母管Na+离子期望值的限制条件，从而确定混床投用要求[2]。

（二）特殊稳态运行模式

核电厂机组二回路中的Na+离子来自多种渠道，除凝汽器泄漏带来的Na+离子，其他渠道来源的钠离子不会持续增加。当机组功率达到75%FP时，采用最保守计算凝结水给水流量为满功率时的额定流量，即使用正常运行限制而不是期望值。因此，只有在系统投运初期可以保证Na+离子不超过运行限制，系统连续运行后，其浓度可以快速降低到期望值以下，机组可以保持稳定、连续运行。通过查阅历史数据可知，该厂凝结水出口母管的鈉离子最高浓度为0.689μg/kg，考虑到机组二回路属于闭式循环系统，系统水质较为稳定。因此，在4台混床可用情况下，能够满足二回路水质处理要求。

（三）运行风险及应对措施

在核电厂机组正常运行过程中，二回路水质非常稳定，仅在机组启动初期出现水质恶化趋势，需要投用凝结水精处理系统，待二回路水质检测合格后，凝结水精处理系统可以退出使用。凝汽器出现微量泄漏时水质会出现恶化，此时采用“三用一备”方式可以满足二回路水质检测要求。如果凝汽器出现钛管破裂等严重异常问题，水质会迅速恶化，Na+离子浓度超过1μg/kg，此时就需要采用“四用零备”模式进行全流量处理，暂时维持水质要求。与此同时，应立即对凝汽器进行检查修复。因此，“四用零备”特殊运行模式不会增加凝汽器泄漏风险，可以在凝汽器钛管断裂之外的情况下，满足机组正常运行时的水质净化要求，即使发生钛管破裂，也可以对事件后果进行有效控制。

三、结语

综上所述，通过对核电站凝结水精处理系统的组成结构、系统功能和运行模式进行分析，可以找到满足机组水质净化要求的关键点。通过采用元素守恒计算分析方法对“四用零备”特殊稳态运行模式进行分析，可以证明该运行模式能够满足系统运行的水质处理要求。

参考文献：

[1]张受卫，陈周燕，尹林林.核电厂凝结水精处理后置过滤器设置必要性分析[J].工业安全与环保，2015，41（05）：45-48.

[2]高雁，王博麒.小型核电厂凝结水精处理系统研究[J].中国科技信息，2012（07）：37-38.