趙東波

摘 ? 要：核電站常規(guī)島水質(zhì)控制與核心設(shè)備蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行壽命有著密切關(guān)系。疏水占給水總流量的40%。在升負(fù)荷階段疏水切換是化學(xué)水質(zhì)控制的重點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要分析三門(mén)核電常規(guī)島系統(tǒng)疏水的特點(diǎn)及化學(xué)水質(zhì)控制要求。介紹三種行動(dòng)等級(jí)及水質(zhì)盡快滿(mǎn)足WANO化學(xué)指標(biāo)的響應(yīng)措施和實(shí)踐成果，為后續(xù)機(jī)組常規(guī)島水化學(xué)優(yōu)化提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：常規(guī)島 ?水化學(xué) ?疏水切換 ?WANO化學(xué)性能指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：TL94 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0092-03

三門(mén)核電一期工程是我國(guó)第三代核電AP1000自主化依托項(xiàng)目，裝機(jī)容量2×1251MWe。單機(jī)組滿(mǎn)功率總給水流量6799t/h，其中凝結(jié)水流量4080t/h，疏水流量2719t/h。疏水占總給水流量40%。絕大部分疏水未經(jīng)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)處理直接進(jìn)入給水系統(tǒng)。如果疏水水質(zhì)差將影響蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)。機(jī)組升功率階段疏水水質(zhì)控制是常規(guī)島水化學(xué)控制的重要環(huán)節(jié)。

疏水水質(zhì)控制目標(biāo)是：（1）疏水切換盡量不占機(jī)組升功率主線;（2）機(jī)組滿(mǎn)功率后蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)盡早滿(mǎn)足WANO化學(xué)指標(biāo)。本文介紹四種響應(yīng)措施應(yīng)對(duì)疏水水質(zhì)不合格問(wèn)題。通過(guò)實(shí)踐1號(hào)機(jī)組小修后啟動(dòng)時(shí)間由32h壓縮至19h。在同類(lèi)機(jī)組中有一定的借鑒和推廣意義。

1 ?常規(guī)島疏水量及水質(zhì)要求

圖1是三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組常規(guī)島熱力循環(huán)圖。汽輪機(jī)為單軸四缸六排汽、凝汽式、半轉(zhuǎn)速型汽輪機(jī)。高壓缸處于濕蒸汽區(qū)，設(shè)置3級(jí)回?zé)岢槠?。高壓缸排汽出口設(shè)置汽水分離再熱器（MSR），MSR包含一級(jí)和二級(jí)再熱器。MSR一級(jí)/二級(jí)再熱器產(chǎn)生的疏水進(jìn)入7號(hào)高加。MSR本體產(chǎn)生的疏水（MS疏水）進(jìn)入除氧器。6/7號(hào)高加疏水通過(guò)逐級(jí)自流最終進(jìn)入除氧器。3/4號(hào)低加疏水進(jìn)入低加疏水箱，通過(guò)低加疏水泵輸送至3號(hào)低加出口。1/2號(hào)低加疏水通過(guò)逐級(jí)自流方式進(jìn)入凝汽器[1-3]。

1.1 疏水量與水質(zhì)要求

機(jī)組升功率階段需要切換的疏水如下：低加疏水箱、MS疏水、6號(hào)高加疏水和MSR一級(jí)/二級(jí)疏水。疏水量如表1所示。

疏水量最大為6號(hào)高加疏水，其次是MS疏水。在機(jī)組啟動(dòng)階段，如果這兩路疏水未及時(shí)切換至正常路徑，將極大增加凝結(jié)水流量和凝結(jié)水精處理負(fù)擔(dān)。根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行規(guī)程，各疏水切換平臺(tái)及水質(zhì)控制要求如表2所示。

三門(mén)核電蒸汽發(fā)生器內(nèi)爐水濃縮倍率約160倍，比M310機(jī)組高1倍。因此疏水回收指標(biāo)比M310嚴(yán)格。M310機(jī)組50%功率后疏水切換指標(biāo)為Na<2ppb，Cl<4ppb，SO4<4ppb。

1.2 蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)的行動(dòng)等級(jí)

三門(mén)核電常規(guī)島采用還原性全揮發(fā)處理，以緩解系統(tǒng)設(shè)備腐蝕，減小腐蝕產(chǎn)物向蒸汽發(fā)生器遷移，從而提高電廠安全運(yùn)行性能，確保核電機(jī)組在設(shè)計(jì)壽期內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行。國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段主要利用世界核營(yíng)運(yùn)者協(xié)會(huì)（WANO）制定的壓水堆核電機(jī)組化學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)二回路水質(zhì)控制的優(yōu)劣，即選取幾個(gè)影響蒸汽發(fā)生器性能的關(guān)鍵指標(biāo)，利用公式計(jì)算WANO值。WANO值越接近1，表明電廠在運(yùn)行過(guò)程中，二回路水質(zhì)控制得越好，二回路系統(tǒng)發(fā)生影響關(guān)鍵設(shè)備腐蝕機(jī)理的可能性越小[2]。如果要達(dá)到WANO指標(biāo)優(yōu)秀，給水水質(zhì)要求非常嚴(yán)格。因給水的40%來(lái)自疏水。因此疏水切換會(huì)極大影響WANO化學(xué)指標(biāo)。根據(jù)蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)，有三個(gè)行動(dòng)等級(jí)，如表3所示。

2 ?疏水水質(zhì)不合格情況下的響應(yīng)措施

低加疏水箱切至3號(hào)低加出口、MS疏水切至除氧器、6號(hào)高加疏水切至除氧器的水質(zhì)都要求Fe<100ppb、Na<0.2ppb、Cl<0.5ppb、SO4<0.5ppb。在疏水切換前容易出現(xiàn)Na、Cl，SO4不合格。在水質(zhì)不合格的情況下，需綜合計(jì)算疏水切換前后對(duì)蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)的影響。例1：本次春節(jié)調(diào)停啟動(dòng)后，在50%功率平臺(tái)6號(hào)高加疏水SO4為0.7ppb，疏水量為615t/h，給水流量為3489t/h，蒸汽發(fā)生器排污流量為50t/h，如果6號(hào)高加疏水切換至除氧器，6號(hào)高加疏水經(jīng)過(guò)除氧器→主給水泵→高加→蒸汽發(fā)生器，在蒸汽發(fā)生器排污的SO4上升量預(yù)期值為8.61ppb，未達(dá)到行動(dòng)等級(jí)1。為做好疏水切換工作，需采取以下四種措施。

2.1 提前分析水質(zhì)數(shù)據(jù)，建立化學(xué)趨勢(shì)

在30%功率平臺(tái)，低加疏水箱、MS疏水、6號(hào)高加疏水、MSR一級(jí)疏水已建立流量。40%功率平臺(tái)，MSR二級(jí)疏水已建立流量。此時(shí)需對(duì)各疏水水質(zhì)的Na、Cl，SO4化學(xué)分析。將水質(zhì)數(shù)據(jù)與時(shí)間和功率做成趨勢(shì)圖，確保在疏水切換前有清晰的水質(zhì)數(shù)據(jù)及趨勢(shì)。同時(shí)也能判斷水質(zhì)污染源并為運(yùn)行人員提供疏水切換指導(dǎo)意見(jiàn)。

2.2 增大蒸汽發(fā)生器排污流量，降低離子濃縮倍率

蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)（BDS）配置電除鹽單元，在電除鹽單元運(yùn)行情況下，BDS設(shè)計(jì)最大的排污流量為42t/h。如果電除鹽單元退出運(yùn)行，BDS設(shè)計(jì)最大流量為68t/h。在電除鹽單元退出運(yùn)行情況下，排污水可選擇回收至凝汽器或者汽機(jī)房排污箱。

若BDS流量為68t/h，例1中蒸汽發(fā)生器排污的SO4可降低至6.33ppb。升功率階段增大蒸汽發(fā)生器排污流量一方面降低離子濃縮倍率，另一方面可加強(qiáng)蒸汽發(fā)生器管板區(qū)域沖洗。

2.3 投運(yùn)所有凝結(jié)水精處理床體

凝結(jié)水精處理系統(tǒng)設(shè)置6臺(tái)前置陽(yáng)床和6臺(tái)混床。正常運(yùn)行時(shí)五用一備。前置陽(yáng)床除去凝結(jié)水中絕大部分氨及腐蝕產(chǎn)物?；齑渤ツY(jié)水中微量鹽分及前置陽(yáng)床漏過(guò)的離子狀雜質(zhì)，滿(mǎn)足蒸汽發(fā)生器水質(zhì)的要求。設(shè)計(jì)上凝結(jié)水精處理系統(tǒng)處理量為4096t/h，最大為4283t/h。

表2的疏水在對(duì)應(yīng)功率平臺(tái)如果沒(méi)有由凝汽器及時(shí)切換至正常路徑，如果繼續(xù)升負(fù)荷，凝結(jié)水流量將增大。在升負(fù)荷過(guò)程中可能會(huì)超過(guò)5臺(tái)CPS床體的上限流量，屆時(shí)根據(jù)凝結(jié)水流量投運(yùn)第6臺(tái)床體，以滿(mǎn)足凝結(jié)水全流量處理。

2.4 凝結(jié)水流量超過(guò)4400t/h，啟動(dòng)第三臺(tái)凝結(jié)水泵

凝結(jié)水系統(tǒng)設(shè)置三臺(tái)凝結(jié)水泵，單臺(tái)額定流量為2300t/h，正常運(yùn)行期間兩用一備。表2的疏水在對(duì)應(yīng)平臺(tái)如果沒(méi)有及時(shí)切換至正常路徑，如果繼續(xù)升負(fù)荷，凝結(jié)水流量將增大。在升負(fù)荷過(guò)程中可能會(huì)超過(guò)2臺(tái)凝泵的能力（4600t/h）。如果凝結(jié)水流量超過(guò)4400t/h，應(yīng)啟動(dòng)第三臺(tái)凝泵。一方面防止凝結(jié)水超流量，另一方面防止凝結(jié)水精處理系統(tǒng)入口壓力低（2.0MPa）自動(dòng)退出運(yùn)行。

3 ?疏水切換優(yōu)化后的應(yīng)用效果

2019年春節(jié)，1號(hào)機(jī)組調(diào)停小修后機(jī)組上行時(shí)間由32h縮短至19h。蒸汽發(fā)生器排污水質(zhì)未超出行動(dòng)等級(jí)1的范圍，Na、Cl，SO4分別在滿(mǎn)功率后37h、1h、32h后達(dá)到WANO值水平。各離子趨勢(shì)如圖2所示。

4 ?結(jié)語(yǔ)

因疏水流量占總給水流量的40%，為提高蒸汽發(fā)生器給水品質(zhì)，降低傳熱管腐蝕。三門(mén)核電在2019年春節(jié)調(diào)停后啟動(dòng)時(shí)對(duì)疏水切換控制進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)Na、Cl和SO4指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，達(dá)到了機(jī)組較快啟動(dòng)以及水質(zhì)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到WANO化學(xué)指標(biāo)的兩個(gè)目標(biāo)?？蔀楹罄m(xù)機(jī)組啟動(dòng)提供借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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