降低田湾核电站3、4号机组非放废液量的工艺研究与应用

□强 浩

一、背景

田湾核电站3、4号机组非放废液年度排放值约为18万m3，经统计，精处理系统再生及蒸汽发生器排污水净化系统再生冲洗水量占3、4号机组非放废液年度排放量约50%。田湾核电站3、4号机组调试阶段凝结水精处理系统均是采用100%流量运行，并未对凝结水精处理系统进行旁路运行试验，在维持二回路给水pH约9.5的情况下，平均每2.5天再生一个阳床，再生相对频繁。经统计，每年3、4号机组精处理阳床再生产生废液约10.4万m3，占3、4号机组非放废液年度排放值约57%；蒸汽发生器排污水净化系统(LCQ40/50)按照当前运行方式，平均每年再生两次；每次LCQ40/50系统联合冲洗时，使用除盐水量均超过1,000～1,500m3，均通过KTT或LDL系统排放。每年3、4号机组LCQ40/50系统联合冲洗产生废液约4,000～6,000m3，占3、4号机组非放废液年度排放值约2%。

二、系统介绍

(一)凝结水精处理系统。田湾核电站3、4号机组凝结水精处理系统设置五台前置阳床，其中四台连续运行，一台(完全再生好的)为备用；设置五台高速混床，其中四台连续运行，另一台(完全再生好的)作为备用；设置3台净凝结水泵(两用一备)，流量分别为凝结水流量的52.5%。凝结水精处理系统采用无阀旁路设计，即凝结水精处理装置的进水从凝结水泵出口母管接出，经精处理净化系统处理并通过净凝结水送回到后面的凝结水管线[1]。

(二)蒸汽发生器排污水净化系统。3、4号机组LCQ40/50由LCQ40/50AT001(机械床)、LCQ40/50AT002(阳床)、LCQ40/50AT003(阴床)，机组正常运行期间，蒸汽发生器排污水净化系统一个系列运行，一个系列备用。LCQ40/50净化系统的出口设置了电导率表，用于监测每个运行净化序列LCQ40或LCQ50的工作情况，当出口电导率上涨并达到0.3μS/cm，说明LCQ树脂床已经失效，电导率仪就发出报警信号，操作员尽快投入备用的净化序列，经统计，每个系列运行周期约6～8个月。

三、降低非放废液量方案

(一)降低精处理系统再生废水水量方案研究。

1.可行性分析。根据3、4号机组凝结水精处理系统设计文件，凝结水精处理系统可以旁路运行，但并未明确旁路运行流量。通过对净凝结水泵性能曲线进行分析，泵的稳定运行区间为30～120%Qsp，可以通过改变泵的运行流量，来达到改变凝结水精处理系统旁路流量的目的[2]。2018年7月在进行净凝结水泵定期切换时，已逐步增加精处理系统旁路流量至月1500t/h，凝结水精处理系统运行稳定。3、4号机组商运以来，通过对正常功率运行期间二回路水质进行跟踪，排污水、给水水质控制指标均处在较低水平，统计数据见表1。

表1 正常功率运行期间二回路水质统计数据

综上所述，增加凝结水精处理系统旁路运行流量，降低凝结水精处理阳床再生频度是可行的。

2.凝结水精处理系统旁路运行试验期间二回路水质评价。

(1)给水水质评价。对试验前后3号机组二回路给水阳电导、氨浓度进行跟踪对比，评价如下：试验前后给水阳电导无明显变化，均未超过0.08μS/cm，说明在二回路水化学工况稳定的情况下，凝结水精处理旁路流量逐渐增加至45%流量运行时，对给水阳电导无明显影响；试验过程中，在未改变二回路凝结水加氨量的情况下，给水氨浓度由1.2mg/L上涨至2.2mg/L，氨浓度增长与精处理旁路流量增长基本一致。

(2)蒸汽发生器排污水(JEA)水质评价。对试验前后3号机组二回路排污水阳电导、钠浓度、氯浓度进行跟踪对比，评价如下：试验前后排污水阳电导在0.1μS/cm左右波动，钠浓度、氯浓度均小于2μg/L，说明在二回路水化学工况稳定的情况下，凝结水精处理旁路流量逐渐增加至45%流量运行后，对排污水水质无明显影响。

(二)LCQ40/50系统再生冲洗水回用。LCQ40/50系统再生后联合冲洗期间，冲洗流量约5kg/s，冲洗废水杂质主要为LCQ阴床再生残留的氢氧化钠，测量电导率约17μS/cm、钠离子约2,000μg/L。根据《二回路水化学控制规程》在机组功率>50%后，开始对凝结水水质进行监督；机组启机功率不大于50%功率时，凝结水精处理系统全流量运行。根据冲洗流量及当时凝结水流量，如直接将LCQ40/50系统再生后联合冲洗废水直接接入凝结水系统，将导致凝结水系统钠离子最高上涨到25μg/L，对于凝结水精处理系统阳床的影响可忽略不计。因此，在每次大修启机阶段，凝结水精处理系统全流量运行的情况下，将LCQ40/50系统再生后联合冲洗废水接入凝结水系统复用是可行的。经验证，在联合冲洗水接入凝结水系统后，凝结水系统钠离子迅速上涨，最高上涨至16μg/L，后逐渐下降至4μg/L，总共用时约2.5小时，此时对凝结水精处理阳床的影响可忽略不计；凝结水精处理出口母管水质评价，由于3号机组启机阶段，凝结水精处理系统全流量运行，故监测凝结水精处理混床出口母管电导率，即可判断30LCQ40系统联合冲洗水接入凝结水系统后对给水、排污水水质有无影响。当30LCQ40系统联合冲洗水接入凝结水系统后，凝结水精处理混床出口母管电导率未出现波动，说明在精处理全流量运行的情况下，LCQ40/50系统联合冲洗水接入凝结水系统对精处理出水没有影响。

四、应用效益

(一)凝结水精处理45%旁路流量运行。3、4号机组在精处理系统45%旁路流量运行前后，凝结水精处理阳床过床流量及运行周期对比见表2。

表2 3、4号机组在精处理系统45%旁路流量运行前后阳床运行周期统计

从表2可以看出，3、4号机组在实现凝结水精处理系统45%旁路运行后，单列床的再生周期由10天提高至16天，阳床平均再生周期由2.5天提高至5.3天。3、4号机组精处理系统无旁路运行时，再生废液量为10.4万m3，占3、4号机组非放废液年度排放值约58%；采用45%旁路流量运行后，再生废液量为5万m3，占3、4号机组非放废液年度排放值约28%，下降约30%。

(二)LCQ40/50系统再生后联合冲洗废水接入凝结水系统。根据LCQ40/50运行周期，3、4号机组预计每次大修将各有一列LCQ系统树脂床再生。

在机组启机阶段，在凝结水精处理系统全流量运行的情况下，将LCQ40/50系统再生后联合冲洗废水接入凝结水系统，每年3、4号机组可减少非放废液排放量约3,000m3，占非放废液年度排放值约2%。

五、结语

在3、4号机组凝结水精处理系统实施45%旁路流量运行及实施LCQ40/50系统再生后联合冲洗废水接入凝结水系统后，3、4号机组每年可减少向环境排放约5.3万m3工业废水，非放废液同比可降低32%。