摘要：临海核电厂循环冷却水系统的循环冷却水量大、对于运行的安全要求更高、 需大量补充水并且产生大量污水，本文经过技术分析后得知，使用加酸和阻垢缓蚀剂处理的方案更加具有技术优势。通过试验得知，换热器污垢热阻值低于 0.3×10－4m2•K／W，并且腐蚀速率很低，只有0.000486mm／a，该方案能够在 2倍浓缩率的情况下保持循环冷却水的安全运行。
关键词：核电厂；循环冷却水系统；高浓缩倍率
一、工程概况
我国临海核电厂某项目预计组装6台百万千瓦级 AP1000 压水堆核电机组，该机组运用大型二次循环冷却塔技术。预计每台核电机的循环冷却水量为 6624m3／h，冷却塔年均出塔水温约 23.0℃， 年均进塔水温约33.8℃， 年均蒸发损失水量约为 2 520 m3／h，风化水量为 95．4 m3／h。
二、循环冷却水处理方案选择
2．1 补充水设计水质
本文所研究的核电厂循环冷却水通过水库水补给，其主要设计水质指标如表1所示。
临海核电厂为达到节水效果需要循环冷却水系统能够在高浓缩倍率下运行。通过实验表明，达到 2倍浓缩倍率时，饱和指数为 1．81，稳定指数4．90，循环冷却水达到较严重的结垢状态。所以为保障凝汽器的安全运行以及保持寿命期，需要使用合适的循环冷却水处理方案。
2.2循环冷却水处理方案选择
目前，核电厂对于节水需求越来越强烈，循环冷却水处理方案的选择需要具有更高的浓缩倍率、良好的处理效果并且保持良好的经济效益。近些年来，国内外电厂引进了许多先进的处理技术，例如硫酸与阻垢缓蚀剂的联合处理技术、石灰软化处理技术、脱盐处理技术等，采用这些处理技术在较大程度上提高了循环冷却水浓缩倍率。随着阻垢技术的应用，市面上的阻垢剂种类繁多，应用效果良好，有机复合阻垢剂存进了循环冷却水容纳微溶盐的能力，其配合加酸处理技术能够将浓缩倍率达到4倍及以上，与石灰处理或离子交换软化处理技术相结合，能够提高浓缩倍率至5～8倍。
临海核电厂循环冷却水处理技术要求很多，不但需要具有高浓缩倍率运行的能力，还需要具备控制结垢、腐蚀以及微生物滋生的能力，设计理念不但需要技术优越、还要保障运行便捷安全，减少污染以及成本。系统使用的氯杀菌剂需要起到杀菌作用的同时还要保障Cl-总量指标控制在限定范围内，循环冷却水的排污水需要达到排放标准方能排出，对于除垢全部使用无磷的阻垢缓蚀剂。
对于需求不同的循环水冷却处理采取不同的处理方案，在结垢硬度较大的情况下采取石灰处理方案，该方案成本低处理效果明显，但是运行系统复杂、后期维护工作繁多，易造成管道堵塞。通过对12 份循环补充水的水质分析数据表明，其中碳酸盐硬度最低为51．4 mg／L， 全年的平均数值为71．3mg ／ L，总体来说，碳酸盐硬度偏低，所以石灰处理方案不足以实现循环冷却水处理方案选择要求，所以不作为备选方案。
硫酸与阻垢缓蚀剂联合使用的处理技术相比其他方案在技术上更加成熟，其运行系统更便捷、占地空间不大并且成本较低，在需要保持4倍以上的浓缩倍率情况下建议使用该方案，并且国内外许多电厂已经投入使用，效果反馈较好，能够作为备选方案。
弱酸离子交换处理技术适用于补充水碳酸盐高硬度的情况，该方案针对于高硬度碳酸盐的情况下具有技术优势。虽然该方案的系统比较复杂，占地空间较大，但是该技术能够保持出水水质更加稳定可靠，并且该方案能够提高浓缩倍率，可以作为备选方案。
在内陆核电厂对于循环冷却水处理方案进行选择时，应当进行多方面的考虑，根据不同需求采取不同的方案，以便起到技术、经济上的需求，合理的方案更加利于问题的解决。
三、循环冷却水动态模拟运行试验
下文是对于循环冷却水进行动态模拟运行试验，试验用水全部使用水库水。试验全部使用高效无磷的复合阻垢缓蚀剂配方，不会对水质造成污染。当循环冷却水在 2 倍浓缩倍率情况下进行单独投加阻垢缓蚀剂的处理方案，当处于 4 倍浓缩倍率的情况下，对其进行硫酸与阻垢缓蚀剂联合加药的方案。根据阻垢缓蚀剂量优化试验，当药剂投加量为 6．0 mg ／ L 时阻垢缓蚀效果最佳。4 倍浓缩倍率时循环冷却水加酸控制循环冷却水 p H 值为 8．5 ± 0．1， 维持系统在微碱性条件下运行。模拟运行试验温度控制在（40 ± 1） ℃，循环冷却水流速控制为 1．2 m ／s， 冲击投加次氯酸钠溶液维持系统余氯的质量浓度为 0．5 mg ／ L 左右，循环冷却水中 Cl- 总的质量浓度小于 100 mg ／ L。
该试验对于浓缩倍率的不同值进行腐蚀挂片试验，根据不同浓缩倍率的不同pH值作为参考，计算其腐蚀速率。通过一定时间的平稳运行，本文采集了达到2倍于4倍的浓缩倍率时的pH 值变化，具体情况如图 1所示。
通过图1所示，能够得知当循环冷却水位于 2 倍浓缩倍率情况下，进行一定时间运行时循环冷却水的 p H 值达到9．1 左右。当位于 4 倍浓缩倍率的一定时间的运行情况下，因为使用了加酸技术，循环冷却水pH值明显低于前者，大约保持在 8．4 ～ 8．6 范围内。
四、结论
通过以上的技术分析以及试验结果表明，在不同的需求下采取不同的循环冷却水处理方案更加合理，不同的方案各有利弊。当面临不同的浓缩倍率需求时，其处理方式也不同，在选择循环冷却水处理方案时需要根据具体情况选择，能够发挥其最大的优势。综上所述，面临相应的问题时采取上文相对应的处理方案，能够更好满足内陆核电厂循环冷却水处理方案的需求。
参考文献：
[1]南卫,孙一奇,张洪洋,李岚.内陆核电厂循环冷却水系统节能分析[J].给水排水,2012.
[2]周柏青,胡梦莎.工业循环冷却水系统降耗减排综述[J].工业水处理,2017.
论文作者:王亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
标签：冷却水论文; 倍率论文; 方案论文; 核电厂论文; 技术论文; 水处理论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第32期论文;