最新离子交换净化技术
另一个是使用OH型树脂球的阴离子交换剂,用以除去 低浓度的硼酸。
有时在纯化之前会考虑设置前置过滤器;在最后一级 离子处理后增加后置过滤器。
2.5 废释热燃料元件池
开启深度去矿物质水的池,使其与空气接触,因此,水吸收二氧 化碳。对于压水堆,添加了硼酸。由于这些条件,去矿物质处理 没问题。采用过滤装置即可。
10~50 <10 -
<10
<10
<1 <10 - -
巴布科克公司 直流蒸汽发生
8.5~9.3 9.3~9.5 7(正常工作)
- 100(最大值)
- 0.5(最大值)
- 1.0(最大值)
20~100 10(最大值) 100(最大值) 2(最大值) 20(最大值)
- - 1(最大值) 50(最大值)
第二讲 水处理回路
<0.02 30~60 10~30
<0.1
<0.05
25~35 <3×10-6
氯离子质量分数/10-6
<0.15
<0.15
<0.15
<0.05
<0.15 <0.15
氟离子质量分数/10-6
<0.15
<0.10
<0.15
<0.15
<0.2
联氨质量分数/10-6
<20
表2 压水堆核电站二回路水质化学规范
2.3 反应堆冷却剂(一回路)的纯化
水作为冷却剂在一回路的高温高压和强辐射场中循环, 它除了载热和慢化中子外,还发生一系列的反应:水 和其中杂质的中子活化反应,水的辐射分解,水对材 料的腐蚀及腐蚀产物的活化,迁移和沉积,裂变产物 从破损的燃料元件中逃逸及其随冷却剂的转移等。这 些过程将导致水质恶化,回路放射性增高以及结构材 料损坏等后果。因此保证一回路冷却剂的水质很重要。
2.4 反应堆冷却剂(一回路)的处理
这个问题适用于压水堆(因为沸水堆只使用去矿物质 水,且不向主回路添加任何化学调节物)。由于冷却 剂受到控制,除纯化装置外,还需要两个辅助离子交 换装置:
一个是使用H型树脂球粒的阳离子交换器。当需要时 通过调节PH值可用它除锂。但为了固定锂,只要改变 燃料元件即可,因为反应堆装满释热燃料元件并与释 热燃料元件冷却池相连接。
设备
西屋公司自然循
参数或工况 pH值(25。 系统中有铜
C) 系统中无铜 正常工况
氧的质量分 异常工况
环蒸汽发生器 8.8~9.2 <9.6
<5 -
数/10-9 启动
-
停堆
-
阳离子电导 正常工况
率/(S/cm)(25 异常工况
。C)
启动 联氨的质量分数
4(最大值) - -
正常工况
<10
启动
-
Cu的质量分数/10-9
硼质量分数/10-6
2500
<2500 0~4000 0~3000 0~4000 0~682
锂离子质量分数/10-6
0.7~2.2
<0.5 0.22~2.2
0.2~2
融解氧质量分数/10-6
水中融解氢质量分数/mL.kg-1 (标准状态)
氨质量分数/10-6
<0.1
<0.1 10~50
<0.5
<0.1 25~35
20世纪80年代发展,90年代投入市场的先进 轻水堆核电站,如ABWR,APWR, SYSTEM80+,AP600,1000和EPR为第三代;
第四代先进核能系统正在被开发,追求更高的 安全性,更好的经济性,环境的可持续性并满 足防核扩散的要求。这些要求对核电水回路的 处理提出了更高的技术要求。
表1 压水堆核电厂一回路冷却剂质量标准推荐值
项目 电导率(25。C)/(μS.cm)
法国
美国
燃烧公司 西屋公司 取决于添加 取决于添
物浓度 加物浓度
俄罗斯
新沃罗涅 什电站
日本
德国
1~40
2~3(最 大为30)
总悬浮体质量分数/10-6
1<0.5来自1<0.1
Ph(25。C)
4.5~10.2 4.5~10.5 10~10.5 4.5~10.5 4.5~9.5
2.2冷却水
在这方面,主要应用非回路水冷却系统,离子交换树 脂起着次要作用。例如用海水冷却时需要循环水氯化 处理。
然而,重要的是要熟悉冷却水回路和冷却水的调节, 因为这对冷凝水的处理有影响。
只有在内陆的核电站采用回路水冷却系统,为防止结 垢和腐蚀,需要设置冷却循环水处理系统。这与常规 火电厂要求一致。
不同沸水堆(BWR),对于新建工程,倾向于优先选 择预覆盖过滤,使用粉末状树脂代替以前使用的树脂 球粒混合床装置。作出这种选择与冷凝水精处理装置 有关。在各地的核电站水处理中都选用同样的方法。
压水堆都具有蒸汽发生器,为了在正常流速下处理冷 却剂,通常采用装填树脂球粒的混合床装置。这些树 脂能适当地控制硼酸和锂的含量,即使不是H型和OH 型树脂(硼酸型阴树脂和锂型阳树脂),其吸附阳离 子和阴离子的效果也很好。在这种情况下,由于延长 了使用寿命,活性也大大提高,故没必要考虑再生问 题。
离子交换净化技术
内容
前言 第一讲 核电站基本类型 第二讲 核电站水回路 第三讲 核级离子交换树脂 第四讲 粉末树脂 第五讲 水回路净化工艺 第六讲 核电站特殊液体处理
反应堆型的发展
世界上第一批商业应用的原型核电站为第一代, 如SHIPINGPORT等;
20世纪60-80年代世界上大批建造的核电站为 第二代;
<5
Fe的质量分 Si的质量分数/10-9
-
数/10-9 NH3的质量分数/10-6
<0.5
Na的质量分数/10-9
-
Pb的质量分数/10-9
-
固体总的质量分数/10-9
-
燃烧公司自然循环 蒸汽发生器 8.8~9.2 9.2~9.5 <10 >10(4h)1 - 100
<0.5
>1.5(4 h) -
2.1 补给水 2.2 冷却水 2.3 反应堆冷却剂(一回路)的纯化 2.4 反应堆冷却剂(一回路)的处理 2.5 废释热燃料元件池 2.6 二回路凝结水处理 2.7蒸汽发生器排污水的处理 2.8二次回路处理 2.9废水处理 2.10内冷水处理
2.1 补给水
典型系统:预处理+C+DO+A+MB 或 预处理+UF+RO+MB 预处理+UF+RO+EDI
只要对使用大孔阴离子交换剂引起足够的重视,就能 确保补给水的基本纯度和去除有机物质; 同时对混合床精处理装置的正确再生技术予以重视, 就能保证最少的离子泄漏。 水源好时,混床可设计成不再生的精混床。一般运行 周期可达半年到一年,甚至2年。 随着技术的提高,物理膜法水处理工艺用得越来越多, 系统模块化且减少了废水排放,运行变得简单。