《水处理系统》PPT课件

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1、压水堆放射性水处理系统循环净化冷却剂，保持规定的水质处理堆排放的冷却剂并加以回收利用处理放射性废液冷却剂水质恶化的原因及后果回路结构材料的腐蚀大型压水堆主回路系统每天可产生数十克腐蚀产物,腐蚀产物的积累不仅会恶化传热条件,提高冷却剂及设备表面的辐射剂量,甚至有可能造成堆芯燃料组件局部流道阻塞.裂变产物从元件中逸出使冷却剂的放射性水平大大提高,对核电站的运行维护以及环境保护都十分不利.中子反应的影响例如10B(n,α)反应可生成7Li,7Li能逐渐改变冷却剂的pH值.1冷却剂循环净化系统系统功能减少反应堆冷却剂中裂变产物和腐蚀产物杂质的数量,使主系统的放射性在允许水平.保持冷却剂内合适的腐

2、蚀抑制剂的浓度(pH值),减少冷却剂对设备和管系的腐蚀.调节冷却剂中硼浓度,控制堆芯反应性.系统工艺在化学和容积控制系统中,由反应堆高压回路引出的一股下泄流,经再生和下泄热交换器冷却并降压后,顺次通过前置过滤器、混合离子交换器和后过滤器,经喷嘴雾化后喷入容积控制箱,而后再经泵加压通过再生热交换器的被加热侧升温补入主回路.前置过滤器去除冷却剂中悬浮腐蚀产物颗粒;离子交换器去除可溶性裂变产物和腐蚀产物;系统中设有并联的除锂离子交换器和除硼的离子交换器,分别用于去除冷却剂中超限值的锂离子和硼酸离子.后过滤器的作用是防止细碎树脂漏入主回路;在容积控制箱中将净化流雾化的目的在于除去部分裂变气体。一

3、般净化流量为主回路流量的0.05-0.1％,对一座百万千瓦级的压水堆来说,约在10-20吨/小时左右,可使所有的冷却剂能在一天内得到一到两次净化.系统组成及其各部性能前置过滤器前置过滤器置于锂-硼型混合树脂床之前的机械过滤器,具有截获不溶性腐蚀产物和放射性物质的功能.在水处理中常采用高温过滤器或电磁过滤器.高温过滤器用于高温过滤的设备是由抗腐蚀的惰性陶瓷材料所构成,它们可有效地除去<0.5微米的悬浮物质点,水冷反应堆开发早期阶段,采用多层不锈钢网过滤器.目前采用高温磁性过滤器.其特点是利用反应堆一、二回路系统冷却剂中的腐蚀产物85%以上是磁性的Fe3O4或含有Co,Ni,Cr的Fe3-x

4、COxO4固态悬浮物.磁性过滤曾用过永久性磁铁.但永久性磁铁的磁性会随着冷却剂温度的升高不断下降.近年来对永久性磁铁的材料进行了很大改进以减少温度的影响.但也有采用电磁过滤器.内装直径为6毫米铁素体钢小球.在直流电场下,小钢球均成为小磁性体.试验结果表明:试验中如含有Fe3O4等悬浮物固体,尺寸小于0.2微米,浓度40μg/kg,以30cm/sec流速流经过滤器,过滤效率通常是97%,有时高达99.5%,如浓度为25μg/kg,过滤效率下降到72%.低温过滤器目前广泛应用于压水反应堆处理系统的是低温(<60℃)过滤器.一般由不锈钢环,不锈钢网或高分子聚合物有孔纤微板组成.主要功能是除去以

5、悬浮物固体和胶体形式存在于水中的腐蚀产物和粉碎的离子交换树脂微粒(化容系统净化器后过滤器).锂型和硼酸型混合离子交换器冷却剂中都加入硼酸作为反应性补偿控制手段,同时还要加入一定量的pH控制剂(LiOH),这就要求净化系统的离子交换树脂在吸附杂质的同时,不改变冷却剂中硼和pH控制剂的含量.因此，混合离子交换器必须采用硼酸型阴离子树脂和pH控制剂相应的阳离子交换树脂(如锂型阳离子树脂)混合组成.实现去除冷却剂中的杂质如腐蚀产物和放射性物质.运行经验表明,此混合床对各种离子(除铯外)的交换作用都十分令人满意.其中对腐蚀产物中的Ni2+,Cr2+,Fe2+以及I-的去污因子可达到数百以上.但是,

6、这种混合床对于Cs,Mo,Y和惰性气体等去除效果不理想.综上所述,锂—硼酸型树脂能有效地去除冷却剂中大多数放射性核素,但设计时考虑到辐照等原因,树脂的工作交换容量宜取理论值的50%-70%,净化效率以90%计(Cs,Mo,Y和惰性气体除外),以留有充分的余地.虽然,混床对冷却剂总放射性的去除率并不高,如对冷却剂放射性组分中的惰性气体的放射性水平,但是,在保持冷却剂的化学水质和减少活化腐蚀产物的累积方面效果显著.在一回路净化系统中,混床的使用周期很长,更换树脂的原因常常不是因为饱和,而是由于表面剂量过大或树脂层压降过高所致,施塔德电厂的混床连续运行了3年仍无需更换.除锂离子交换器冷却剂循环

7、净化系统还备有两种离子交换器,一种是H＋型阳离子树脂交换器,另一种是OH-型阴离子交换器.其主要功能在于维持合适的冷却剂水质.在冷却剂中,10B(n,α)反应将生成7Li,特别在堆芯运行初期,7Li的生成量相当大,需要适时地使净化流通过H+型阳树脂床,以除去冷却剂中多余的7Li,故常将其称为除锂离子交换器.该离子交换器除了对锂有很好的吸附作用外,还能吸附Li型和硼酸型混合离子交换器所不易吸附的Mo,Y,Cs等.这些微量放射性元素的浓