Характеристика и задачи введения ВХР II контура

Гидразин-гидрат в конденсатном тракте восстанавливает оксиды железа, переводя их в формы низшей валентности, способные создавать защитные пленки на поверхности латуни и перлитной  стали, оксиды меди – до чистого  металла.

Концентрация  аммиака (NH₃). При ведении морфолинового режима концентрация аммиака в питательной воде ничтожно мала и образуется в результате термического разложения избыточного гидразина

2N2H4 = 2NH3 + N2 + H2

В КПТ аммиак нейтрализует остатки угольной и других кислот, снижая тем самым скорость коррозии конструкционных материалов:

NH4OН + Н2СО3 = NH4НСОз + H2O

NH4OН + CH3COОH = CH3COОNH4 + Н2O

Для создания коррозионно-безопасных условий работы трубной системы  конденсаторов, концентрация аммиака  за последним ПНД по ходу рабочей  среды должна быть не более 500 мкг/дм³, так как высокая концентрация аммиака в КПТ способствует увеличению скорости коррозии медьсодержащих конструкционных материалов оборудования второго контура.

Концентрация  морфолина. При ведении корректирующего морфолинового ВХР второго контура в питательную воду ПГ производят дозировние морфолина. Концентрация морфолина от 2 мг/дм³ до 5 мг/дм³ позволяет довести величину рН в питательной воде до 9,3 единиц, при этом стабильно поддерживать значение показателя рН продувочной воды парогенераторов в установленных пределах.

ОС4Н8NН + Н2О = ОС4Н8NН2+ + ОН-

Морфолин нейтрализует в  рабочей среде второго контура  двуокись углерода при 

рН менее 10,0 единиц с образованием бикарбонатов

ОС4Н8NН + СО2 + Н2О = ОС4Н8NН2+ + НСО3

и при рН среды более 10,0 единиц с образованием карбонатов

2ОС4Н8NН + СО2 + Н2О = (ОС4Н8NН2+)2 + СО32

Обработка рабочей среды  второго контура раствором морфолина  способствует снижению концентрации аммиака  в КПТ, предотвращая возможность  «вымывания» меди с поверхностей оборудования  конденсатного тракта, изготовленного из сплава МНЖ. Дозирование  морфолина в питательную воду парогенераторов снижает скорость протекания коррозинно-эрозионных процессов  металла оборудования, уменьшая концентрацию продуктов коррозии и, как следствие, снижается степень загрязненности теплопередающих поверхностей парогенераторов. 

Концентрация  кремниевой кислоты (H₂SiO₃). Источниками попадания кремниевой кислоты в КПТ являются присосы охлаждающей воды в конденсаторы турбины, подпитка ХОВ, вода дренажных баков. Силикаты в воде могут быть в растворенной или коллоидной форме. Последние значительно хуже задерживаются анионитом и поступают в ПВ, ПГ, частично осаждаются в проточной части турбин. Силикаты обладают малой растворимостью в воде, способствуя шламообразованию на теплопередающих поверхностях оборудования второго контура.

Соединения кремния в  природной воде образуются в результате кислотного гидролиза алюмосиликатов (стекло, цемент, керамика). Присутствие кремния в воде осложняет процесс удаления железа. Гидратированный оксид кремния (кремниевая кислота) может взаимодействовать с катионами железа со степенью окисления Fe³⁺ при полном отсутствии взаимодействия с двухвалентным железом Fe²⁺. В результате такого взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются фильтрованием или другими традиционными методами очистки воды. Дополнительным источником появления соединений кремния в воде является разложение биомассы наземных и водных растительных организмов.

Концентрация  сульфат-ионов (SO₄^2-). Коррозионно-активные сульфат-ионы оказывают влияние на процессы протекания коррозии хромникелевых нержавеющих сталей. Разрушение защитной пассивной пленки на поверхности металла под воздействием сульфат-ионов происходит по границам кристаллов, что приводит к коррозионному растрескиванию. Сульфаты также способствуют увеличению скорости коррозии углеродистых сталей и медьсодержащих сплавов.

Присос охлаждающей воды в конденсаторах турбин является основным источником загрязнения основного  конденсата водорастворимыми солями. Солесодержание основного конденсата турбин определяется величиной присоса  и качеством охлаждающей воды. Возможным источником поступления  сульфат-ионов в питательную воду парогенераторов может быть:

• добавочная обессоленная вода с ХВО;
• возврат очищенной продувочной воды парогенераторов;
• очищенный основной конденсат после БОУ вследствие истощения обменной емкости ионитных фильтров;
• отмывочные воды после регенерации анионита в результате пропуска арматуры или ошибочных действий персонала;
• деструкции анионита при высоких температурах (разрушение зерен анионита происходит с образованием сульфо-групп).

Концентрация  нефтепродуктов (общего органического  углерода). Нефтепродукты используются в качестве охлаждающей среды вращающихся механизмов, малорастворимы в воде и находятся в ней в виде капелек различной степени дисперсности. Загрязнение контурных вод нефтепродуктами приводит к образованию трудно смываемых пленок на внутренних поверхностях трубопроводов и оборудования. При высоких температурах теплоносителя масляные пленки превращаются в отложения на поверхностях металла оборудования, затрудняя процессы теплообмена. Показатель массовой концентрации нефтепродуктов косвенно может служить показателем массовой концентрации органического углерода в воде. Органический углерод способен появляться в рабочих средах вследствие его присутствия в результате биохимических превращений в природной воде (микроорганизмы, ил, органические соединения природного происхождения (в том числе и нефтяные турбинные масла), используемой для приготовления обессоленной воды, а также в результате химических превращений при использовании реагентов в технологическом процессе (амины, морфолин).

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Такие основные вопросы, как эффективность, надежность, безопасность и экономичность работы ЯЭУ во многом зависят от рационального решения химико-технологических задач контуров, от правильной организации ВХР контуров, физико-химического контроля качества воды и пара.

Физико-химия  внутриконтурных процессов ЯЭУ  характеризуется рядом принципиальных специфических особенностей, обусловленных одновременным воздействием на вещества высоких давлений и температур, мощных радиационных полей и сильнодействующих гидродинамических факторов. Все эти факторы в совокупности не имеют места ни в одной другой системе и полностью не могут быть воспроизведены в лабораторных или стендовых условиях, и часто практические решения в ядерной энергетике принимаются на основе систематизации, обобщения и анализа эксплуатационных данных действующих ЯЭУ.

К физико-химическим процессам  в водном и водно-паровом трактах относятся:

• коррозия конструкционных материалов,
• преобразование естественных примесей, приносимых в цикл извне,
• распределение примесей и продуктов коррозии между водой и образующими из нее паром,
• выпадение твердых соединений на поверхностях трактов,
• взаимодействие естественных примесей и продуктов коррозии с различными добавками, корректирующими водный режим и др.

Требования, предъявляемые  к чистоте теплоносителя, очень высокие. Высокое качество теплоносителя может быть обеспечено лишь в том случае, если примеси будут систематически удаляться из контуров путем очистки. Поддержание концентраций всех примесей на максимально допустимом уровне наиболее надежными, экономичными и эффективными технологическими методами - первая основная задача рациональной организации водного режима контуров АЭС.

Второй важнейшей  задачей правильной организации  водного режима является ограничение скорости коррозии всех конструкционных материалов контуров путем создания оптимальных условий взаимодействия между средой и металлом. Допустимая при этом скорость равномерной коррозии ограничивается не столько сроком работоспособности оборудования, сколько допустимой интенсивностью загрязнения среды продуктами коррозии, только для язвенной коррозии и, в особенности, для коррозионного растрескивания металла под напряжением допустимая интенсивность процесса определяется условиями обеспечения требуемой длительности работы оборудования.

Такие основные вопросы, как эффективность, надежность, безопасность и экономичность работы ЯЭУ во многом зависят от рационального решения организации ВХР контуров и контроля качества воды и пара.

Делаем выводы: основными задачами рациональной организации ВХР является:

• поддержание концентраций всех примесей на максимально допустимом уровне экономичными и эффективными методами;
• ограничение скорости коррозии конструкционных материалов контуров.

По происхождению  примеси в контурных водах  подразделяются на: естественные, образующиеся в самом контуре, вводимые специально для коррекции водного режима реагенты.

К основным показателям качества воды относят: общее солесодержание, удельную электропроводность, содержание грубодисперсных веществ, водородный показатель, окислительно-востановительный потенциал среды, объемную активность, содержание растворенных газов и др. веществ, окисляемость, жесткость, щелочность, прозрачность и др.

 

Список  используемой литературы

 

3. ГНД 95.1.06.02. 001-02. Теплоноситель первого контура ядерных энергетических реакторов типа ВВЭР – 1000. Технические требования к качеству. Способы обеспечения качества. Киев 2002г.
4. ГНД 95.1.06.02. 002-04. Водно-химический режим 2 контура АЭС с реакторами типа ВВЭР. Технические требования к качеству рабочей среды. Коррекционная обработка гидразин-гидратом, морфолином, гидроокисью лития. Киев 2004г.
5. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982.
6. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: Учебное пособие для вузов.- М.: Издательство МЭИ, 2003.
7. Маргулова Т. Х.,Мартынова О. И. Водные режимы тепловых и атомных элктростанций. М. Высшая школа 1987.
8. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1976.
9. Сукрушев А.В. Водный режим контуров АЭС. Конспект лекций.