降低田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組非放廢液量的工藝研究與應(yīng)用

□強(qiáng) 浩

一、背景

田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放值約為18萬(wàn)m3，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，精處理系統(tǒng)再生及蒸汽發(fā)生器排污水凈化系統(tǒng)再生沖洗水量占3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放量約50%。田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組調(diào)試階段凝結(jié)水精處理系統(tǒng)均是采用100%流量運(yùn)行，并未對(duì)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)進(jìn)行旁路運(yùn)行試驗(yàn)，在維持二回路給水pH約9.5的情況下，平均每2.5天再生一個(gè)陽(yáng)床，再生相對(duì)頻繁。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，每年3、4號(hào)機(jī)組精處理陽(yáng)床再生產(chǎn)生廢液約10.4萬(wàn)m3，占3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放值約57%；蒸汽發(fā)生器排污水凈化系統(tǒng)(LCQ40/50)按照當(dāng)前運(yùn)行方式，平均每年再生兩次；每次LCQ40/50系統(tǒng)聯(lián)合沖洗時(shí)，使用除鹽水量均超過1,000～1,500m3，均通過KTT或LDL系統(tǒng)排放。每年3、4號(hào)機(jī)組LCQ40/50系統(tǒng)聯(lián)合沖洗產(chǎn)生廢液約4,000～6,000m3，占3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放值約2%。

二、系統(tǒng)介紹

(一)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)設(shè)置五臺(tái)前置陽(yáng)床，其中四臺(tái)連續(xù)運(yùn)行，一臺(tái)(完全再生好的)為備用；設(shè)置五臺(tái)高速混床，其中四臺(tái)連續(xù)運(yùn)行，另一臺(tái)(完全再生好的)作為備用；設(shè)置3臺(tái)凈凝結(jié)水泵(兩用一備)，流量分別為凝結(jié)水流量的52.5%。凝結(jié)水精處理系統(tǒng)采用無(wú)閥旁路設(shè)計(jì)，即凝結(jié)水精處理裝置的進(jìn)水從凝結(jié)水泵出口母管接出，經(jīng)精處理凈化系統(tǒng)處理并通過凈凝結(jié)水送回到后面的凝結(jié)水管線[1]。

(二)蒸汽發(fā)生器排污水凈化系統(tǒng)。3、4號(hào)機(jī)組LCQ40/50由LCQ40/50AT001(機(jī)械床)、LCQ40/50AT002(陽(yáng)床)、LCQ40/50AT003(陰床)，機(jī)組正常運(yùn)行期間，蒸汽發(fā)生器排污水凈化系統(tǒng)一個(gè)系列運(yùn)行，一個(gè)系列備用。LCQ40/50凈化系統(tǒng)的出口設(shè)置了電導(dǎo)率表，用于監(jiān)測(cè)每個(gè)運(yùn)行凈化序列LCQ40或LCQ50的工作情況，當(dāng)出口電導(dǎo)率上漲并達(dá)到0.3μS/cm，說(shuō)明LCQ樹脂床已經(jīng)失效，電導(dǎo)率儀就發(fā)出報(bào)警信號(hào)，操作員盡快投入備用的凈化序列，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)系列運(yùn)行周期約6～8個(gè)月。

三、降低非放廢液量方案

(一)降低精處理系統(tǒng)再生廢水水量方案研究。

1.可行性分析。根據(jù)3、4號(hào)機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)可以旁路運(yùn)行，但并未明確旁路運(yùn)行流量。通過對(duì)凈凝結(jié)水泵性能曲線進(jìn)行分析，泵的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間為30～120%Qsp，可以通過改變泵的運(yùn)行流量，來(lái)達(dá)到改變凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路流量的目的[2]。2018年7月在進(jìn)行凈凝結(jié)水泵定期切換時(shí)，已逐步增加精處理系統(tǒng)旁路流量至月1500t/h，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。3、4號(hào)機(jī)組商運(yùn)以來(lái)，通過對(duì)正常功率運(yùn)行期間二回路水質(zhì)進(jìn)行跟蹤，排污水、給水水質(zhì)控制指標(biāo)均處在較低水平，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 正常功率運(yùn)行期間二回路水質(zhì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

綜上所述，增加凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路運(yùn)行流量，降低凝結(jié)水精處理陽(yáng)床再生頻度是可行的。

2.凝結(jié)水精處理系統(tǒng)旁路運(yùn)行試驗(yàn)期間二回路水質(zhì)評(píng)價(jià)。

(1)給水水質(zhì)評(píng)價(jià)。對(duì)試驗(yàn)前后3號(hào)機(jī)組二回路給水陽(yáng)電導(dǎo)、氨濃度進(jìn)行跟蹤對(duì)比，評(píng)價(jià)如下：試驗(yàn)前后給水陽(yáng)電導(dǎo)無(wú)明顯變化，均未超過0.08μS/cm，說(shuō)明在二回路水化學(xué)工況穩(wěn)定的情況下，凝結(jié)水精處理旁路流量逐漸增加至45%流量運(yùn)行時(shí)，對(duì)給水陽(yáng)電導(dǎo)無(wú)明顯影響；試驗(yàn)過程中，在未改變二回路凝結(jié)水加氨量的情況下，給水氨濃度由1.2mg/L上漲至2.2mg/L，氨濃度增長(zhǎng)與精處理旁路流量增長(zhǎng)基本一致。

(2)蒸汽發(fā)生器排污水(JEA)水質(zhì)評(píng)價(jià)。對(duì)試驗(yàn)前后3號(hào)機(jī)組二回路排污水陽(yáng)電導(dǎo)、鈉濃度、氯濃度進(jìn)行跟蹤對(duì)比，評(píng)價(jià)如下：試驗(yàn)前后排污水陽(yáng)電導(dǎo)在0.1μS/cm左右波動(dòng)，鈉濃度、氯濃度均小于2μg/L，說(shuō)明在二回路水化學(xué)工況穩(wěn)定的情況下，凝結(jié)水精處理旁路流量逐漸增加至45%流量運(yùn)行后，對(duì)排污水水質(zhì)無(wú)明顯影響。

(二)LCQ40/50系統(tǒng)再生沖洗水回用。LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗期間，沖洗流量約5kg/s，沖洗廢水雜質(zhì)主要為L(zhǎng)CQ陰床再生殘留的氫氧化鈉，測(cè)量電導(dǎo)率約17μS/cm、鈉離子約2,000μg/L。根據(jù)《二回路水化學(xué)控制規(guī)程》在機(jī)組功率>50%后，開始對(duì)凝結(jié)水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督；機(jī)組啟機(jī)功率不大于50%功率時(shí)，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)全流量運(yùn)行。根據(jù)沖洗流量及當(dāng)時(shí)凝結(jié)水流量，如直接將LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗廢水直接接入凝結(jié)水系統(tǒng)，將導(dǎo)致凝結(jié)水系統(tǒng)鈉離子最高上漲到25μg/L，對(duì)于凝結(jié)水精處理系統(tǒng)陽(yáng)床的影響可忽略不計(jì)。因此，在每次大修啟機(jī)階段，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)全流量運(yùn)行的情況下，將LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗廢水接入凝結(jié)水系統(tǒng)復(fù)用是可行的。經(jīng)驗(yàn)證，在聯(lián)合沖洗水接入凝結(jié)水系統(tǒng)后，凝結(jié)水系統(tǒng)鈉離子迅速上漲，最高上漲至16μg/L，后逐漸下降至4μg/L，總共用時(shí)約2.5小時(shí)，此時(shí)對(duì)凝結(jié)水精處理陽(yáng)床的影響可忽略不計(jì)；凝結(jié)水精處理出口母管水質(zhì)評(píng)價(jià)，由于3號(hào)機(jī)組啟機(jī)階段，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)全流量運(yùn)行，故監(jiān)測(cè)凝結(jié)水精處理混床出口母管電導(dǎo)率，即可判斷30LCQ40系統(tǒng)聯(lián)合沖洗水接入凝結(jié)水系統(tǒng)后對(duì)給水、排污水水質(zhì)有無(wú)影響。當(dāng)30LCQ40系統(tǒng)聯(lián)合沖洗水接入凝結(jié)水系統(tǒng)后，凝結(jié)水精處理混床出口母管電導(dǎo)率未出現(xiàn)波動(dòng)，說(shuō)明在精處理全流量運(yùn)行的情況下，LCQ40/50系統(tǒng)聯(lián)合沖洗水接入凝結(jié)水系統(tǒng)對(duì)精處理出水沒有影響。

四、應(yīng)用效益

(一)凝結(jié)水精處理45%旁路流量運(yùn)行。3、4號(hào)機(jī)組在精處理系統(tǒng)45%旁路流量運(yùn)行前后，凝結(jié)水精處理陽(yáng)床過床流量及運(yùn)行周期對(duì)比見表2。

表2 3、4號(hào)機(jī)組在精處理系統(tǒng)45%旁路流量運(yùn)行前后陽(yáng)床運(yùn)行周期統(tǒng)計(jì)

從表2可以看出，3、4號(hào)機(jī)組在實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)45%旁路運(yùn)行后，單列床的再生周期由10天提高至16天，陽(yáng)床平均再生周期由2.5天提高至5.3天。3、4號(hào)機(jī)組精處理系統(tǒng)無(wú)旁路運(yùn)行時(shí)，再生廢液量為10.4萬(wàn)m3，占3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放值約58%；采用45%旁路流量運(yùn)行后，再生廢液量為5萬(wàn)m3，占3、4號(hào)機(jī)組非放廢液年度排放值約28%，下降約30%。

(二)LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗廢水接入凝結(jié)水系統(tǒng)。根據(jù)LCQ40/50運(yùn)行周期，3、4號(hào)機(jī)組預(yù)計(jì)每次大修將各有一列LCQ系統(tǒng)樹脂床再生。

在機(jī)組啟機(jī)階段，在凝結(jié)水精處理系統(tǒng)全流量運(yùn)行的情況下，將LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗廢水接入凝結(jié)水系統(tǒng)，每年3、4號(hào)機(jī)組可減少非放廢液排放量約3,000m3，占非放廢液年度排放值約2%。

五、結(jié)語(yǔ)

在3、4號(hào)機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)實(shí)施45%旁路流量運(yùn)行及實(shí)施LCQ40/50系統(tǒng)再生后聯(lián)合沖洗廢水接入凝結(jié)水系統(tǒng)后，3、4號(hào)機(jī)組每年可減少向環(huán)境排放約5.3萬(wàn)m3工業(yè)廢水，非放廢液同比可降低32%。