2013-第6章 二回路水化學(xué).ppt

1、第6章 二回路水化學(xué),海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,第6章 二回路水化學(xué),6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范； 6.2 磷酸鹽處理工況； 6.3 全揮發(fā)處理工況； 6.4 有機胺處理工況； 6.5 二回路水化學(xué)工況優(yōu)化。,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,凝水 給水 爐水 排污水 疏水,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,二回路水中的雜質(zhì)：,溶解態(tài)、膠體態(tài)和固體顆粒等雜質(zhì)； 雜質(zhì)來源：,凝汽器中冷卻水的漏入； 熱力系統(tǒng)管道的腐蝕產(chǎn)物。,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,二回路水中雜質(zhì)的危害：,SG二回路側(cè)受熱面發(fā)生結(jié)垢； 腐蝕產(chǎn)物從給水

2、系統(tǒng)遷移并沉積在管束和管板上； 雜質(zhì)隨蒸汽進入汽輪機并產(chǎn)生沉積物。,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,減少設(shè)備的腐蝕，特別是減少蒸汽發(fā)生器的腐蝕，防止傳熱管破裂而導(dǎo)致放射性物質(zhì)擴散； 減少來自凝水系統(tǒng)和給水系統(tǒng)的雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物遷移進入蒸汽發(fā)生器； 減少雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物在系統(tǒng)表面沉積。,二回路系統(tǒng)化學(xué)控制目的：,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,二回路系統(tǒng)化學(xué)控制措施,給水和蒸汽系統(tǒng)采用適當(dāng)?shù)膒H控制制； 在給水系統(tǒng)中添加聯(lián)氮除氧； 連續(xù)排污，必要時加大排污量； 控制給水中雜質(zhì)的濃度。,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能

3、科學(xué)與工程系,功率運行期間凝水控制標(biāo)準(zhǔn),6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,功率運行期間給水控制標(biāo)準(zhǔn),6.1 二回路水化學(xué)規(guī)范,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,功率運行期間蒸汽發(fā)生器排污水控制標(biāo)準(zhǔn),6.2 磷酸鹽處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.2.1 磷酸鹽處理的歷史,磷酸鈉處理：,磷酸鈉處理是火電的成熟技術(shù)，且SG只相當(dāng)于中壓機組的工況； 維持SG爐水高pH，可減少SG結(jié)構(gòu)碳鋼的均勻腐蝕； 磷酸鈉緩沖能力強，在凝汽器泄漏時，pH波動小且可以將Ca、Mg以水渣形式排出。,問題：產(chǎn)生游離NaOH，引起傳熱管SCC。,6.2 磷酸鹽處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程

4、系,6.2.1 磷酸鹽處理的歷史,協(xié)調(diào)磷酸鹽處理：,磷酸鈉（Na3PO4）和酸式磷酸鈉（Na2HPO4)的混合物 處理，控制Na/PO4摩爾比2.6； 添加聯(lián)氨或亞硫酸鈉除氧以維持SG爐水的還原性環(huán)境；,問題：管板頂部沉積物下堿性物質(zhì)聚集引起IGA/SCC， 將Na/PO4摩爾比控制在2.3左右。,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.2.2 磷酸鹽處理的原理,處理雜質(zhì)，防止鈣鎂水垢：,反應(yīng)生成的堿式磷酸鈣和蛇紋石為松軟水渣，可隨排污水排放。,蛇紋石,6.2 磷酸鹽處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.2.2 磷酸鹽處理的原理,調(diào)節(jié)爐水的pH：,6.2 磷酸鹽處理工況,磷酸鹽的加入可提高爐水

5、的pH； 通過控制Na/PO4和PO43-濃度，可以將pH控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，避免堿性和酸性腐蝕。,6.2 磷酸鹽處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.2.3 磷酸鹽處理的缺點,不能完全避免管板頂部的晶間腐蝕（IGA）和應(yīng)力腐蝕破裂（SCC）； 局部流動閉塞區(qū)域磷酸鹽濃縮，保護膜破壞，發(fā)生造成傳熱管壁厚減薄的“耗蝕”現(xiàn)象； 磷酸鹽使用后存在殘留固體，導(dǎo)致SG中淤渣多，傳熱效率降低。,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.1 全揮發(fā)處理的歷史,6.3 全揮發(fā)處理工況,鑒于協(xié)調(diào)磷酸鹽處理中存在的管壁減薄、流動閉塞區(qū)內(nèi)的IGA/SCC等問題，西屋公司于1974年建議采用AVT工況。 AVT如今已

6、成為二回路水最常用的工況。 處理方法,采用揮發(fā)性氨調(diào)節(jié)pH； 給水添加聯(lián)氨控制溶解氧；,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.2 全揮發(fā)處理的原理,6.3 全揮發(fā)處理工況,氨的作用：,中和給水中的CO2；,中和泄漏入系統(tǒng)內(nèi)的有機物產(chǎn)生的有機酸。,6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.2 全揮發(fā)處理的原理,去除水中溶解氧：,聯(lián)氨的作用：,鈍化管道中的氧化區(qū)，起到抑制腐蝕的作用：,6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.3 全揮發(fā)處理的應(yīng)用,EPRI最新AVT控制標(biāo)準(zhǔn),6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.3 全揮發(fā)處理的應(yīng)用,

7、影響使用效果的因素：濃度、pH、溫度、催化劑等。 使用條件：水溫200以上，pH8.711.0。 維持聯(lián)氨一定過剩量； 加入催化劑，配制成催化聯(lián)氨加入。,聯(lián)氨的使用：,6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.3 全揮發(fā)處理的應(yīng)用,將工業(yè)聯(lián)氨/氨稀釋成一定濃度的藥液，用加藥泵投加。 給水泵或凝水泵入口、除氧器出水管、SG給水管等位置投加。,聯(lián)氨/氨的投加：,6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.3 全揮發(fā)處理的應(yīng)用,大亞灣1號機組大修SG沖洗殘渣量,6.3 全揮發(fā)處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.3.4 全揮發(fā)處理存在的問題,氨的汽液分配系

8、數(shù)大，導(dǎo)致液相中氨濃度低，pH下降。在含蒸汽的設(shè)備和管線中，普遍出現(xiàn)低pH引起的腐蝕，尤其是流動加速腐蝕； 可能引起SG傳熱管凹陷腐蝕，破壞管束支撐板； 凝結(jié)水中氨含量高，使得按H/OH方式運行的凝結(jié)水精處理混床運行周期縮短。,6.4 有機胺處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4 有機胺處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4.1 嗎啉處理,嗎啉(Morpholine,MPH)從上世紀(jì)60年代開始在火電廠使用； 可克服氨分配系數(shù)高的缺點，還能降低銅合金部件的腐蝕速率； 目前全世界有15%的壓水堆電站采用嗎啉調(diào)節(jié)PH，包括秦山三期CANDU堆。,歷史,6.4 有機胺處理工況,海軍工

9、程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4.1 嗎啉處理,高溫時的汽液分配系數(shù)比氨略好，在正常給水pH下，可使得MSR和加熱器疏水pH提高,降低流動加速腐蝕的速率； 添加MPH后二回路鐵離子濃度明顯下降，從10ppb以上降到68ppb； 明顯減小了銅合金設(shè)備的腐蝕。,應(yīng)用效果,6.4 有機胺處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4.1 嗎啉處理,嗎啉高溫分解產(chǎn)生乙酸、甲酸、羥基乙酸等低鏈有機酸，使得凝結(jié)水、MSR疏水和加熱器疏水中總有機物量上升； 會縮短凝結(jié)水精處理和SG排污水處理系統(tǒng)中離子交換裝置的運行周期。,問題,6.4 有機胺處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4.2 乙醇胺處理,ETA的汽液分配系數(shù)低，分子量小，可將疏水中有機酸濃度從20ppb降到10ppb以下； 減小二回路水汽系統(tǒng)的腐蝕，并可降低凝結(jié)水精處理混床的運行負(fù)擔(dān)； 1992年在美國Catawba電站試驗ETA處理，獲得成功。,6.4 有機胺處理工況,海軍工程大學(xué)核能科學(xué)與工程系,6.4.3 復(fù)合胺處理,ETA+MPA，乙醇胺+3-甲氧基丙胺處理，12ppmETA+45ppmMPA。 ETA+DDA，乙醇胺+十二烷基