本發(fā)明屬于核電站化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站二回路熱力系統(tǒng)嗎啉-氨協(xié)同化學(xué)控制方法。

背景技術(shù)：

統(tǒng)計表明在核電站發(fā)生蒸汽發(fā)生器傳熱管的破損原因中，有80％以上是由腐蝕造成的。腐蝕往往發(fā)生在有泥渣沉積的蒸汽發(fā)生器滯留區(qū)，而蒸汽發(fā)生器內(nèi)的泥渣沉積物主要來源于核電站二回路熱力系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，特別是疏水系統(tǒng)管道的腐蝕。國內(nèi)外曾多次出現(xiàn)過由于腐蝕而導(dǎo)致汽水管道破裂的事例，日本MIHAMA核電站3#機組二回路熱力系統(tǒng)凝結(jié)水管因流速加速腐蝕破裂。

影響核電站二回路熱力系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的因素很多，包括材料、溫度、流速、水質(zhì)、水力條件、管道形狀等。對于已運行的核電廠，抑制設(shè)備的腐蝕，降低蒸汽發(fā)生器內(nèi)的泥渣沉積物，最可行和方便的方法是改變系統(tǒng)的水化學(xué)控制條件。目前通過水化學(xué)方法抑制設(shè)備的腐蝕，減少腐蝕產(chǎn)物在蒸汽發(fā)生器中沉積，已成為國際上一項很有應(yīng)用前景的課題。

國內(nèi)核電站目前普遍使用氨水作為二回路熱力系統(tǒng)堿化劑。由于氨的揮發(fā)性大，二回路疏水的pH值都很難達到9.0以上，這樣就引起疏水系統(tǒng)管道材料的嚴重腐蝕，具體表現(xiàn)為給水鐵濃度高，進入蒸汽發(fā)生器的腐蝕產(chǎn)物多，導(dǎo)致二回路疏水管道被迫更換，在役檢查和蒸汽發(fā)生器泥渣沖洗頻次高，延長大修時間。

國外電站有單獨采用有機胺(如乙醇胺、嗎啉)作為二回路熱力系統(tǒng)堿化劑，單獨使用嗎啉需要維持很高的濃度才能將二回路熱力系統(tǒng)的介質(zhì)pH值控制 在略高于9.7，如圖1所示。由于有機胺在汽-液兩相中傾向于分配在液相中以及有機胺易分解等原因，很難將整個二回路熱力系統(tǒng)pH控制均衡，也難將pH值控制在更佳的防腐范圍，仍然會導(dǎo)致部分系統(tǒng)較為嚴重的腐蝕。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是降低核電站二回路熱力系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕速率，降低進入蒸汽發(fā)生器的腐蝕產(chǎn)物量，減少蒸汽發(fā)生器的泥渣沉積，達到避免蒸汽發(fā)生器傳熱管腐蝕破損、降低傳熱管污垢污染，最終提升核電站運行的安全性和經(jīng)濟性。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種核電站二回路熱力系統(tǒng)嗎啉-氨協(xié)同化學(xué)控制方法，向核電站二回路熱力系統(tǒng)的水中同時添加嗎啉和氨，協(xié)同控制核電站二回路熱力系統(tǒng)中嗎啉濃度為10-20mg/kg，氨濃度為2-5mg/kg，使得核電站二回路熱力系統(tǒng)中的水達到最佳防腐pH值9.7-10。

如上所述的嗎啉濃度為18.35mg/kg，氨濃度為3.6mg/kg，使得核電站二回路熱力系統(tǒng)中的水pH值為9.88。

本發(fā)明的有益效果是：

秦山三期核電站自2007年底開始進行了降低核電站二回路熱力系統(tǒng)設(shè)備腐蝕的研究，通過采用兩種堿化劑(嗎啉-氨)協(xié)同控制來提高二回路熱力系統(tǒng)的pH值，實現(xiàn)二回路熱力系統(tǒng)pH值均衡并得到提高，降低了二回路熱力系統(tǒng)的腐蝕(圖2)，減少了蒸汽發(fā)生器中泥渣的沉積，降低了蒸汽發(fā)生器滯留區(qū)傳熱管腐蝕的風(fēng)險，從而保護蒸汽發(fā)生器傳熱管的完整性。

秦山三期核電站二回路熱力系統(tǒng)通過采用嗎啉-氨協(xié)同化學(xué)控制后，系統(tǒng)管道的腐蝕率和蒸汽發(fā)生器中泥渣量均顯著降低，效果優(yōu)良(圖3、圖4、圖5)。

秦山三期核電站二回路熱力系統(tǒng)通過采用嗎啉-氨協(xié)同控制后，蒸汽發(fā)生器 傳熱管的干凈系數(shù)(簡稱為Rh值)一直保持在優(yōu)良的水平。從Rh值比較看，秦山三期蒸汽發(fā)生器的Rh值一直維持在1.3以上，與運行年限相當(dāng)?shù)那厣蕉?#、2#機組相比Rh值要高0.4以上，說明秦山三期蒸汽發(fā)生器傳熱管干凈程度保持在較優(yōu)水平，提高了機組的熱效率，增加了電廠的安全性(圖6)。

附圖說明

圖1是：在核電站二回路熱力系統(tǒng)中單獨使用嗎啉時嗎啉濃度與pH值對應(yīng)關(guān)系；

圖2是：采用嗎啉-氨協(xié)同控制前后給水鐵含量對比；

圖3是：秦山三期核電廠蒸汽發(fā)生器沖洗出泥渣干重趨勢；

圖4是：國內(nèi)核電廠蒸汽發(fā)生器沖洗出的泥渣干重比較；

圖5是：法國核電站二回路在不同化學(xué)控制模式下蒸汽發(fā)生器沖洗出來的泥渣干重；

圖6是：秦山地區(qū)核電站各機組蒸汽發(fā)生器傳熱管干凈系統(tǒng)對比。

其中：

圖1中的數(shù)據(jù)引用：E.J.Moskal,E.V.Mruphy.F.Yee.Design Manual Chemical Control Qinshan CANDU Project,March 15,2000.

圖3中2008-2010年蒸汽發(fā)生器沖洗泥渣干重仍然較高是因為蒸汽發(fā)生器沖泥工作存在滯后導(dǎo)致。

圖4中：由于大亞灣各相鄰大修沖洗出的泥渣干重波動很大，此數(shù)據(jù)為1#機組前13次大修沖洗出的泥渣干重的平均值；秦山一、二、三期沖洗出的泥渣干重數(shù)據(jù)為近四次來大修沖洗出的泥渣干重的平均值；秦山三期蒸汽發(fā)生器的排污率為0.6％，而大亞灣、秦山一期和秦山二期的蒸汽發(fā)生器的排污率為1.0％～1.1％。

圖5中的數(shù)據(jù)引用：Francis Nordmann,Overview of PWR Water Chemistry[C],International Seminar on Water Chemistry in Nuclear Power Plants,Suzhou-P.R.China,2007.

圖6中SG傳熱管干凈系數(shù)Rh計算方法引用：Femando-Mario Roumiguiere,Germany,Jorg Fandrich等.Secondary Side Water Chemistry pH control Stragtegy Improvements[C].International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems,Paris,2012.

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述。

一種核電站二回路熱力系統(tǒng)嗎啉-氨協(xié)同化學(xué)控制方法，向核電站二回路熱力系統(tǒng)的水中同時添加嗎啉和氨，協(xié)同控制核電站二回路熱力系統(tǒng)中嗎啉濃度為10-20mg/kg，氨濃度為2-5mg/kg，使得核電站二回路熱力系統(tǒng)中的水pH值為9.7-10。

在本實施例中，嗎啉濃度為18.35mg/kg，氨濃度為3.6mg/kg，使得核電站二回路熱力系統(tǒng)中的水pH值為9.88。