摘要：核岛设备是核电站最重要的设备之一，其运行质量关系到发电的安全性与稳定性。在核岛设备的运行过程中，发热装置需要冷却水系统为其提供冷却水，以保障其高效运转。但是，由于在核岛设备的常年运行中会出现结垢和腐蚀等状况，影响了冷却水系统的水质，进而影响设备的发电质量，不利于企业经济效益的提升。另一方面，核岛设备的运行寿命也与冷却水系统水质状况息息相关。本文将通过分析核岛设备冷却水系统的水质问题，探索核岛设备冷却水系统水质控制措施优化策略，为核电站工作的顺利开展奠定基础。
关键词：核岛设备；冷却水系统；水质；控制措施；优化
核岛设备的构成具有一定的复杂性，作为核岛设备的核心系统，冷却水系统在设备的高效运转中发挥着至关重要的作用。核岛设备冷却水系统的运行质量，是当前核电站运行维护工作的重点关注内容，也是保障核电站各项工作顺利开展的前提。作为一种闭式循环系统，核岛设备冷却水系统在运行中容易出现结垢和腐蚀状况，这也是设备检修工作人员的工作难点与重点。设备的换热能力会受到水质的影响，导致系统热损耗增加，造成严重经济损失的同时，也会影响设备的正常运转。水质污染、热量交换和电化反应等，都会导致核岛设备冷却水系统出现上述水质问题。因此，应该针对产生的问题及其原因，探索针对性解决方案，避免水质问题对发电质量造成的影响。
一、核岛设备冷却水系统的水质问题
（一）菌藻类污泥问题
微生物容易在核岛设备冷却水系统的循环水中生存繁殖，当系统中由于菌藻类微生物死亡而出现粘泥时，就会造成换热器的腐蚀。系统的传热系统也会因此受到影响，不利于核岛设备冷却水系统的正常运行【1】。
（二）腐蚀问题
核岛设备冷却水系统的腐蚀可以分为点蚀、溶解氧腐蚀和微生物腐蚀。点蚀现象主要是由于水中存在的氯离子造成的，氯离子在通道变化极大和死角区域容易富集，这也是点蚀现象较为严重的区域。当氯离子存在的情况下，水温越高就会导致核岛设备冷却水系统的点蚀情况越严重。喷洒曝气现象的存在，使得溶解氧含量大大增加，也会对核岛设备冷却水系统造成一定的腐蚀。在热交换器中溶解氧腐蚀的现象普遍存在，溶解氧腐蚀会导致陷坑的出现，影响设备使用寿命。微生物腐蚀也是一种局部腐蚀，藻类、真菌、细菌和原生物等，都会导致核岛设备冷却水系统出现微生物腐蚀现象，对于设备的正常使用会产生严重危害。
（三）结垢问题
微溶物质发生过饱和时，就会导致晶核析出，常年积累过程中就会出现结垢现象。换热温差、水质、流速和水温等，都会对核岛设备冷却水系统的结垢产生影响。循环水的蒸发使得微溶物质浓度增加，其水质状况会决定着结垢的概率，例如循环水的pH值、含盐量和碱度等。随着水温的上升，碳酸镁和碳酸钙等溶解度降低，结垢问题越严重。循环水流速度的降低，也会导致杂质的附着，进而产生结垢，随着温降的提升，结垢现象越来越明显。
二、核岛设备冷却水系统水质控制措施优化策略
（一）生物菌藻类污泥的控制措施
为了对生物菌藻进行有效控制，可以使用非氧化杀菌剂与氧化杀菌剂。两者使用的频次不同，氧化杀菌剂的使用频次较高，一般情况下每天使用一次；而非氧化杀菌剂的使用频次较低，一般情况下一个月使用一次。由于季节变化会对生物菌藻产生影响，因此杀菌剂的使用频次也应该根据季节的不同进行有效调整。由于冬季生物菌藻的活性较低，因此可以适当减少非氧化杀菌剂与氧化杀菌剂的使用，但是在夏季时生物菌藻的活性较强，此时应该适当增加杀菌剂的使用频次【2】。
对于微生物在核岛设备冷却水系统产生的粘泥，氧化杀菌剂能够起到很好的预防作用，进而避免系统出现严重的腐蚀现象，保障核岛设备的正常运转，延长其使用寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆氧化杀菌剂添加到水中后，会与水反应生成次氯酸，对微生物吸收养分的酶造成破坏，抑制微生物的活性。在氧化杀菌剂的长时间使用后，微生物粘泥会产生一定的抗药性，通过非氧化杀菌剂的使用，能够对生物粘泥进行清理，而且避免抗药性过强造成的氧化杀菌剂杀菌效果降低问题。非氧化杀菌剂的使用，能够在菌藻细胞表面形成静电，进而对细胞的酶和新陈代谢过程造成破坏。在对核岛设备冷却水系统的附着物进行清理之后，应该进行旁路排除，在此过程中可以使用旁滤器。
（二）核岛设备冷却水系统腐蚀的控制措施
前文已经对核岛设备冷却水系统产生腐蚀的原因进行了分析，因此可以通过控制pH值、氧含量、氯离子和微生物的方式对腐蚀问题加以有效控制。
首先，应该对水质的pH值进行有效控制，既不能够因为pH值过低导致出现腐蚀现象，也不能够因为pH值过高导致出现结垢现象。在核岛设备冷却水系统存在热消耗，这会增加水质的pH值，因此可以设置自动加酸装置，通过浓硫酸的添加来控制pH值在合理的范围内【3】。
其次，应该对氧含量进行有效控制。水中的溶解氧会由于冷却塔内出现的喷盐曝气现象而增加，这就会导致核岛设备冷却水系统出现腐蚀现象。为了实现曝气的有效控制，应该避免循环水经过冷却塔，设置旁通管路，能够有效降低溶解氧的含量，进而对腐蚀状况进行控制。
再其次，应该对核岛设备冷却水系统中的氯离子进行有效控制。氧化杀菌剂与非氧化杀菌剂的使用，虽然能够对微生物产生一定的抑制作用，但是长时间使用也会导致氯离子增加，这也会引起系统的腐蚀。因此，应该对氯离子含量进行定期检测，当氯离子含量过高时应该采取排污补水的措施【4】。
最后，为了避免微生物对系统造成的腐蚀，可以采用添加药剂的方式。锌盐和聚磷酸盐可以作为阻垢缓蚀剂来使用。聚磷酸盐的成本较低，能够起到一定的阻垢和缓蚀功能，但是如果聚磷酸盐的用量过多，也会导致磷酸钙垢的出现，对水质造成污染。另一方面，磷酸离子也会增强微生物的活性，不利于微生物的抑制。硫酸锌和氧化锌，是应用较为广泛的锌盐种类。将锌盐与磷酸盐、聚磷酸盐等混合使用，能够有效抑制微生物的繁殖，但是也应该注意成本的控制与污水的处理。
（三）核岛设备冷却水系统结垢的控制措施
为了避免补充水对核岛设备冷却水系统水质造成影响，需要对其浊度进行有效控制；设置旁滤装置，并将旁流量控制在循环水量的1%-5%；对循环冷却水的流速进行控制，0.8-1.2m/s是管道流速的合理范围，能够有效避免杂质的沉积问题；对pH值进行有效控制，可以采用通二氧化碳或者适量加酸的方式；为了避免结垢现象的发生，可以根据实际生产情况添加阻垢剂；对浓缩倍数进行控制，也能够对结垢问题进行有效处理。为了避免自动加酸装置加酸过量造成的腐蚀现象，应该设置一日量加酸罐对pH值进行合理控制。
结语
为了避免水质问题对核岛设备冷却水系统正常运行产生的影响，在补水时应该对水质进行严格检查，并在设备运行过程中加强日常检测，对相关指标比如水的碱度、硬度、pH值和温度等进行控制，当任何指标出现超标现象时应该及时采取有效措施，避免腐蚀、结垢和菌藻类粘泥的出现。在添加药剂进行处理时，应该避免出现二次污染问题，保障处理效果的同时控制成本投入。加强核岛设备冷却水系统的研究，并造成水质变化的因素进行深入分析，提升循环水质。
参考文献：
[1]胡艳珍. 工业循环冷却水系统腐蚀结垢预测研究[D].天津理工大学，2018.
[2]金益强，段晓亮.核岛设备冷却水系统的水质控制研究[J].现代商贸工业，2017（16）：186-187.
[3]刘奎，曹光达，王光宏，杨云涛.循环冷却水系统水质情况分析及控制方法[J].化工管理，2016（27）：129-130+132.
[4]蒋大东.核岛设备冷却水系统水质控制措施优化[J].科技视界，2015（26）：277.
论文作者:申岳松,李杨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
标签：冷却水论文; 设备论文; 系统论文; 水质论文; 杀菌剂论文; 微生物论文; 现象论文; 《电力设备》2018年第23期论文;