[發明專利]一種核電廠設備冷卻水系統金屬材料防腐的化學處理方法

在審

• 申請號: 202211118812.7
• 申請日: 2022-09-13
• 公開（公告）號: CN115571964A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 游兆金;劉玉華;盧葉艇;劉新福;秦建華;韓玉剛;沈亞芳
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司
• 主分類號: C02F1/66
• 分類號: C02F1/66;C02F1/20;C02F7/00;C02F103/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 胡維維

本發明具體涉及一種核電廠設備冷卻水系統金屬材料防腐的化學處理方法，包括如下步驟：在核電廠設備冷卻水系統中添加藥品，藥品包括嗎啉和聯胺，通過嗎啉調節核電廠設備冷卻水系統中的pH值，通過聯胺控制核電廠設備冷卻水系統中的溶解氧。該方法能夠避免非揮發性的高濃度緩蝕劑藥品漏入其他系統造成水質不合格和腐蝕問題，同時能簡化或消除目前緩蝕劑在微生物腐蝕和系統水排放處理等方面存在的問題。

技術領域

本發明涉及化學水處理防腐技術領域，特別是涉及一種核電廠設備冷卻水系統金屬材料防腐的化學處理方法。

背景技術

在核電廠，設備冷卻水系統主要用于核島的停堆冷卻熱交換器、慢化劑熱交換器、乏池熱交換器、主泵軸封冷卻器、應急冷凍機和空壓機，以及常規島的潤滑油冷卻器、定子水熱交換器、轉子氫冷熱交換器和勵磁冷卻器的熱能導出，以保證核電機組正常經濟運行。

這些系統管道以碳鋼為主，熱交換器材質主要為銅、不銹鋼、鎳合金、鑄鐵、鋁和鈦等，補水為除鹽水。管道和熱交換器的結垢、腐蝕穿孔導致設備冷卻水泄漏將影響系統的安全性，特別是與核電廠安全相關設備，比如停堆冷卻熱交換器和主泵軸封熱交換器等。所以，設備冷卻水系統的防腐對核電廠至關重要。為了減緩相關系統的腐蝕，提高系統的安全性，采用往系統內添加化學藥品來實現設備冷卻水系統材料的腐蝕控制。

目前，國內閉式設備冷卻水化學處理緩蝕化學藥品方法主要有：鉻酸鹽配方、亞硝酸鹽配方、硅酸鹽配方、鉬酸鹽配方和磷酸鹽配方等，較老的鉻酸鹽配方雖然緩蝕效果好、價格便宜、但其毒性較大、污染環境，已被國內外禁止使用；經典的亞硝酸鹽配方，由于其防腐濃度高排放，以及會促進某些菌類生長，使用受到限制；硅酸鹽配方對產生的保護膜時間長且容易破損，控制不好易產生硅酸鹽垢，很難去除；鉬酸鹽配方無毒，不污染環境，但成本高；磷酸鹽系配方由于磷的排放會造成當地水域的富營養化，日漸減少。

以上緩蝕劑配方都是含大量礦物質的配方，雖然防腐效果都能達到國家標準GB50050-2017的要求，但如漏入其它水質要求高的系統將造成二次問題如其他系統水質不合格或腐蝕問題；同時這些配方藥品使用濃度普遍很高，系統水排放不能滿足國家廢水排放標準GB 8978-1996中對總鉻、磷酸鹽、氨氮和pH值等的要求，后續廢液處理費用高；此外，使用以上緩蝕配方的系統，都發現過有細菌和微生物腐蝕的困擾。

發明內容

基于此，有必要針對現有核電廠設備冷卻水系統存在的上述問題，提供一種核電廠設備冷卻水系統金屬材料防腐的化學處理方法，該方法能夠避免非揮發性的高濃度緩蝕劑漏入其他系統造成水質不合格和腐蝕問題，同時能簡化或消除目前緩蝕劑在微生物腐蝕和系統水排放處理等方面存在的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種核電廠設備冷卻水系統金屬材料防腐的化學處理方法，包括如下步驟：在核電廠設備冷卻水系統中添加藥品，藥品包括嗎啉和聯胺，通過嗎啉調節核電廠設備冷卻水系統中的pH值，通過聯胺控制核電廠設備冷卻水系統中的溶解氧，從而達到防止核電廠設備冷卻水系統金屬材料腐蝕的目的。

進一步地，所述嗎啉的濃度為10-100mg/kg，聯胺的濃度為0.5-30mg/kg，使得核電廠設備冷卻水系統中，pH值在9.2-9.8，溶解氧濃度＜50μg/kg。

進一步地，所述嗎啉為市購工業級產品，C₄H₉NO含量≥98wt％，沸程在127-130℃，密度ρ₂₀在0.999-1.002g/cm³，色度≤15Hazen單位(鉑-鈷色號)，外觀為清澈無懸浮物，醇溶解試驗合格，含水量≤0.3wt％，不揮發物≤0.01wt％，鐵含量(Fe)≤20mg/kg，鈉含量(Na)≤10mg/kg,氯化物含量(以Cl^-計)≤10mg/kg，硫酸鹽含量(以SO₄^2-計)≤10mg/kg，重金屬含量(以Pb計)≤5mg/kg。