田湾核电站除盐水系统故障分析及改造

发布时间：2020-07-11 18:33

【摘要】：按照目前国家的能源结构和发展规划,核能在未来将是一种重要的能源。但在2011年3月发生日本福岛核事故后,如何保证核电厂的安全稳定运行对中国能源发展和核电中长期规划有着至关重要的意义。除盐水系统作为核电厂运行的一个重要系统,是电厂一、二回路启动和运行的基础。随着如今生产规模的不断扩大,对水质的要求也越来越严格。除盐水系统作为重要的化学水处理系统,其运行的稳定性和可靠性对于安全生产显得越来越重要。本文细致探讨了田湾核电站的除盐水系统的功能、组成和运行原理,介绍了循环水排污水的再利用和除盐处理。在系统的运行过程中,随着取水口水质的恶化和系统设备的老化等问题,系统出现了一些常见的故障,如阳床初始设计缺陷、离子交换器频繁故障等问题。同时,由于田湾核电站采用俄罗斯技术的特殊性,一些初始设计在日后的生产运行中也暴露出很多不足。本章对田湾核电站1、2号机组建设以来,除盐水系统出现的常见故障进行了分析,找出故障原因,并进行了相应的技术改进。补给水除盐工艺所采纳的阳离子交换器为逆流再生阳离子交换器,对于这种逆流再生树脂床,再生前需要使用180吨/小时的流量从下部对树脂压实,然后进再生液对树脂床再生,此时树脂存在被扰动现象。为了彻底解决树脂再生时的扰动问题,提高系统运行的可靠性,进一步节能减排,将阳床改造成为弹性满室固定床逆流再生离子交换器。由于离子交换器故障频繁,除盐水系统经常因离子交换器故障而停运检修,严重影响了除盐水系统的可靠性,同时因为检修反复再生和冲洗过滤器也造成了许多不必要的经济损失,通过研究分析找出为离子交换器水帽材质不合格造成,为此,将水帽进行了整体的替换改造。通过生产运行实践并对标同行单位,发现系统中酸计量泵的不可用时间偏高,由此找出故障原因在于管道阻力大和出口电动阀故障,在实施相关工艺改造后解决了这一问题。通过以上在机组建设、调试和生产运行过程出现的常见故障的分析研究,提出了解决方案,并实施了一系列的改进,保证了系统的安全稳定运行,提升了经济效益和环境效益。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM623
【图文】：

示意图,阳床,树脂,交换带

运行过程过离子交换器，离子交换器中树脂与水进行离子交换反应。下面假定水中而无其它杂质离子为例来加以说明水越往下流，Na＋离子浓度越小，H+离水的酸性越强。当水流到一定深度时，离子交换反应达到了平衡，树脂及和 H+离子反离子浓度就不再改变了。这时，从树脂上层交换反应开始至为止，形成了一定高度的离子交换反应区域，这个区域称为交换带。离子交换反应的进行，交换带逐渐向树脂床层下部移动，这样就在阳床内域：交换带上层的树脂层，都被杂质离子 Na+离子所饱和，已经失去了交树脂称为失效层；交换带以下的树脂层，与水保持交换平衡状态，可看成应，称为未交换层；在离子交换器内，真正起交换反应的仅仅是交换带，交换带的高度可以理解为处于动态的工作层厚度（如图 2-3 所示）。带的高度是评价交换器运行的重要指标，交换带越高，Na+离子穿透越早交换容量越低。影响交换带高度的因素很多，如运行的流速、杂质离子的在实际运行中要严格按要求进行操作。

吸着,阳离子交换树脂,规律,树脂层

图 2-4 阳离子交换树脂的吸着规律子在树脂层中的分布，是按其被离子交换树脂依次分布的。上部离子的吸着能力大于下部的脂吸着能力差异越大，在树脂层中的分层越明着能力差异不大的离子，在树脂层中分层不明，它们的选择性差别较小，所以在同一层中两上部 Ca 型树脂较多，下部 Mg 型树脂较多。于树脂层中再生条件的差异和横断面上流速不而是相互交错的。所以，上述离子吸着规律只是以看出，进行多种离子交换的树脂层，存在着、Na+与 H+等等交换带。阳床以控制漏 Na+离子换带的宽度。规律脂层底部树脂为①区形态时，运行出水中阳离子与 HCO3-离子的反应，那么 H+离子的当量

华北电力大学硕士学位论文中级授权，并且各岗位主管经验都非常丰富。（2）通过对离子交换器隔离排水后，对离子交换器本体进行了解体，解体后对离子交换器内部结构进行了详细检查，发现所有的离子交换器解体后都发现有大量的水帽出现断裂、变形、脱落的现象，将损坏的水帽取下进行更进一步分析，这些安装在上部分配装置上的水帽是 KSH 公司生产的 D 型聚丙烯水帽，有 0.5mm 的间隙，用来掌托树脂和保证离子交换器工作时水流均衡分配。通过小组成员分析，此款使用 PVC 材料的水帽之所以歪曲、变形甚至断裂正是因为 PVC 材料无法承受过大压力，在 GC 系统正常工作的环境下会导致水帽损坏，从而使水帽缝隙变形无法完成配水分流的功能，最终导致交换器压差升高。原 PVC 水帽如图 3-1 所示。

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