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2内循环旁路
核电站机组运行时,为减轻热力系统腐蚀,凝结水pH控制在9.6~9.8,实际运行时一般维持在9.7,对应凝结水中的氨为3.3mg/L。凝结水精处理系统投运时,凝结水中的氨被阳床完全吸收,造成阳床频繁再生,酸碱耗量、废水排放量增加,另一方面机组加氨量剧增。若精处理系统全流量运行,每台机组每天需加质量分数为25%的氨水1.1t。因此机组二回路水质达标时,运行凝结水精处理系统将增加运行成本及操作工作量,增加低放射性废水排放量。
鉴于上述原因,大亚湾、岭澳一、二期在实际运行时,只有机组启动或二回路水质超标时才投运凝结水精处理系统,正常运行时如各项水质达标,一般不投运凝结水精处理系统。为保证长期停运的凝结水精处理系统设备能在需要时及时投运,要求每隔一定时间凝结水精处理应进行循环运行,确保树脂、设备处于正常状态。
为达到内循环目的,大亚湾、岭澳一、二期凝结水精处理系统在系统进水母管隔离阀后、出水母管隔离阀前设置含1只DN300mm手动阀的内循环管,见图2。此旁路的主要功能是在系统需要内循环运行时,关闭进出水母管隔离门,投运阳床、混床,打开内循环阀,启动升压泵,凝结水精处理系统即可内循环运行,系统内循环运行时与二回路完全隔离,不会对机组二回路正常运行造成任何干扰。
CPR1000核电机组凝结水精处理系统中一般设置3台流量为2000t/h的升压泵(2用1备),三代核电凝结水精处理系统中单台升压泵的流量更大,内循环运行时一般启动1台,设计时应根据泵流量进行内循环管径复核,CPR1000机组内循环旁路口径一般应选DN400mm左右。另外,内循环隔离阀门宜为电动阀,采用程序控制,并设必要的控制连锁,减小人员劳动强度,增加系统自动化水平和可靠性。
凝结水精处理系统内循环时进出口母管隔离阀门关闭,设备管道内储存水量较少,循环运行时水泵机械能转化为大量热能,随循环过程进行系统内水温逐渐升高。因此在系统设计时,程控系统在内循环工况下应具备有效的温度监测、保护功能,并设置最大单次内循环运行时长,避免长时间循环导致系统内水温过高,损坏设备内的离子交换树脂。
3阳床旁路
核电机组主凝结水泵送出的凝结水到达凝结水精处理系统时,先进入前置阳床去除溶解性阳离子杂质及颗粒性杂质,再进入混床,去除阳床漏出的溶解性阳、阴离子杂质、透过阳床的颗粒性杂质。大亚湾、岭澳一、二期凝结水精处理系统都设置了阳床旁路,在阳床故障失效时,通过部分或全部开启阳床旁路阀,使部分或全部凝结水直接进入混床处理。
岭澳一期凝结水精处理系统由3台DN3800mm阳床、3台DN3200mm混床组成,每台阳、混床出力为33.3%,无备用。1台阳床失效时打开33.3%旁路,退出失效阳床,输出失效树脂,传入再生好的备用树脂重新投运阳床,关闭阳床旁路。为保证出水水质,可在所有阳床都不投运状态下单独运行混床。因阳床出水呈酸性,故不能单独投运阳床,系统不设置单独混床旁路。
大亚湾、岭澳二期阳床、混床均设有备用床,大亚湾设置4台DN3800mm阳床,3运1备,岭澳二期设置5台DN3200mm阳床,4运1备,当阳床进出口压降过大(压降≥0.35MPa)、出口电导率升高至规定值、达到设定周期制水量时,则阳床失效。
当1台阳床失效时,备用阳床投运,失效阳床退出运行,失效树脂用水力输送至再生系统,然后将已再生好的备用树脂输送到阳床,阳床冲洗至出水合格后备用。失效阳树脂在再生系统内进行反洗和(或)彻底的化学再生,完成再生后备用。如有2台及以上阳床同时不可用(失效或故障),不可用的阳床退出运行,备用阳床投运,同时阳床旁路门部分打开,部分凝结水直接经旁路进入混床。
从上述运行方式可见,如系统没有备用阳床,要保证凝结水100%处理,阳床故障或失效时必须全部或部分打开旁路,使部分或全部凝结水直接进入混床。系统如设置有备用阳床,正常运行时,当1台阳床运行至失效终点,先投运备用床,失效装置退出运行,再将失效树脂输送至再生系统进行反洗和(或)彻底的化学再生。凝结水精处理系统正常运行时阳床逐台失效再生过程中,无需打开阳床旁路。
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