[發(fā)明專利]大流量中壓凝結水精處理裝置

無效

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• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103395861A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 沈萬中
• 申請（專利權）人: 海鹽力源電力設備有限公司
• 主分類號: C02F1/42
• 分類號: C02F1/42
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志

技術領域

本發(fā)明屬于一種金屬復層材料中壓交換器，特別是涉及到一種采用金屬復層材料的大流量中壓凝結水精處理設備，適用于核電廠常規(guī)島凝結水精處理系統(tǒng)和火電超超臨界凝結水精處理系統(tǒng)對大流量（單臺額定流量＞800立方米/小時）凝結水的精處理的應用。

背景技術

凝結水精處理系統(tǒng)的主要運行設備：前置陽床交換器、高速混床交換器和樹脂捕捉器等設備傳統(tǒng)都是采用鋼襯膠的制造工藝，鑒于核電對二回路水質指標的嚴格控制，因此對硫化橡膠襯膠工藝的使用適應性已經提出了質疑，并引起廣泛的關注。隨著核電技術的發(fā)展，單機具有更大發(fā)電容量，常規(guī)島二回路系統(tǒng)不但對需要處理的凝結水流量增大，而且對使用凝結水精處理裝置處理后的水質要求更為嚴格；對于火電廠而言，大容量超超臨界機組對使用凝結水精處理裝置處理后的水質也顯得有更高要求。特別是對凝結水中有侵蝕性的陰離子SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-等含量的要求已經引起關注。

雖然核電二回路水汽系統(tǒng)的溫度、壓力等參數，與超超臨界仍至超臨界火力發(fā)電機組相比要低得多；由于蒸汽發(fā)生器使用金屬材料的特性所決定，蒸汽發(fā)生器的管材要兼顧一回路冷卻液和二回路除鹽水的使用條件，采用了一種價格昂貴的鎳基合金，而這種鎳基合金卻對水中所含有的SO₄^2-、Cl^-離子十分敏感。蒸汽發(fā)生器二回路水側在蒸汽發(fā)生器工作壓力下，一些鹽類在飽和蒸汽的分配系數卻十分低，如NaCl、Na₂SO₄等鹽類，隨著蒸發(fā)他們在水中不斷濃縮；特別是在蒸發(fā)器管子與支撐板或箍板間的縫隙中，水中的鹽份會達幾十倍的濃縮，這些濃縮液里的高濃度離子，會使蒸汽發(fā)生器的管子受到嚴重的腐蝕；這是由于存在于高溫水中含硫組分會顯著降低高鎳合金的抗腐蝕能力，使蒸發(fā)器傳熱管子產生沿著晶界之間的晶間腐蝕。這種腐蝕可以使金屬的機械性顯著降低，危害性極大。

此外在核電二回路中的水汽分離中間再熱器，進入中間再熱器含鹽的濕蒸汽，由于溫度上升濕度下降，鹽份得到濃縮會達到危險的程度，對再熱器管會產生腐蝕。所以核電二回路汽水系統(tǒng)所控制的水汽質量品質，卻要比超超臨界的火力發(fā)電機組水汽質量要嚴格得多。因此SO₄^2-、Cl^-含量，在壓水堆核電二回路水汽系統(tǒng)中都有規(guī)定的控制標準。特別對凝結水精處理混床出水SO₄^2-離子濃度控制相當嚴格，期望值要小于0.2μg/kg。

超超臨界機組水汽系統(tǒng)，受熱面溫度都是非常高，容易發(fā)生化學物質的沉積，這些主要是Na₂SO₄、NaOH，這類物質溶解在蒸汽中，對過熱器、再熱器和汽輪機產生腐蝕。

上述情況的產生均是由于凝結水精處理混床出水硫化合物（無機硫化合物和有機硫化合物）的泄出而造成汽水循環(huán)中SO₄^2-含量過高，其原因來自于以下幾個方面：陽樹脂的溶出物；凝結水精處理系統(tǒng)陽樹脂溶出物的泄出，主要是高分子組分的泄出；混床交換器陽、陰樹脂沒有徹底混合均勻，床層底部陽樹脂居多，其溶出物直接進入凝結水系統(tǒng)；前置陽床陽樹脂工作條件惡劣，陽樹脂加速氧化降價，溶出物增多穿過混床進入凝結水系統(tǒng)；混床中陰樹脂化學交換動力學行性能下降，對陰離子交換的速度下降，造成包括有SO₄^2-、Cl^-等離子和包括低分子的陽樹脂溶出物的漏出量增加；凝結水精處理系統(tǒng)破碎樹脂漏出，進入二回路水氣系統(tǒng)，破碎樹脂在蒸汽發(fā)生器里受熱分解釋放出SO₄^2-。