秦山二核除鹽水系統運行

何仁義

【摘 要】本文詳細介紹了除鹽水生產工藝的流程，并對歷年來的改造做了相關說明。除鹽水生產系統雖然不是核安全相關系統，但是它的正常運行，對核電廠的核安全有著非常重要的影響，從常規島的發電機系統到一回路系統，保證除鹽水的水質和正常供應，對核電廠的連續穩定運行有著不可或缺的作用。

【關鍵詞】除鹽水生產系統；運行；PH值異常升高；事故預想

0 前言

除鹽水生產系統給SED和SER用戶提供PH合格的水源，并持續提供日常所消耗的水源，是核電廠持續安全穩定運行的重要保障。

1 除鹽水生產系統簡介

1.1 系統功能

除鹽水生產系統（SDA）的功能是處理來自生水系統（SEA）的水，為常規島、核島、BOP等項目提供符合水質和水量要求的兩種除鹽水，一種為PH=7的除鹽水，另一種為PH=9的除鹽水。

1.2 系統工作流程

來自SEA管網生產水從GB溝接入YA廠房，從GB溝接入YA有兩條管道，管道入口處安裝了減壓閥和隔離閥。兩條管道在離子交換器大廳合并為一根管道。SEA水首先進入活性炭過濾器（4個），當砂濾器累積制水量達到3300噸時進行反洗。以除掉活性炭表面攔截和吸附的固體物質。

活性炭過濾器出水加入混凝劑（PAC）后進入雙濾料過濾器，進水在管道和過濾器上部完成混凝反應，形成礬花后被濾料截留下來出水得到了凈化，當雙濾料過濾器出水的污染指數明顯升高時就需要進行反洗。反洗由排水、氣洗、反洗、正洗、漂洗幾個步驟組成。雙濾料過濾器共有4個，設計兩臺雙濾料過濾器對應一臺RO機。

雙濾料過濾器出水在夏季由于水溫高直接進入RO系統；在冬季由于水溫低將先進入板式換熱器升溫后進入RO系統。反滲透機（RO）的進水在加入阻垢劑后經過高壓泵送入反滲透膜殼內，進入反滲透機組的水經過三段膜進行滲透，透過水匯集到一起后從RO機的淡水排出口排出進入淡水箱，沒有透過的水含鹽量逐漸升高到原來的4倍，最后經過濃水排放閥排如地溝。

淡水箱的滲透水被復用水泵吸入和加壓后進入陽床，陽床出水進入除CO塔在流入中間水箱，經過中間水泵加壓后進入陰離子交換器、然后依次流過一級混床和二級混床，經過以上多步處理，出水電導率達到小于0.2us/cm的要求后進入SED水箱或者加入氨水將Ph值調節到9.18左右進入SER水箱。

1.3 除鹽水生產系統的原理及功能

1.3.1 反滲透的原理

在一個U型管的中間放置一個滲透膜（類似于人體腸膜），一邊加入淡水，另一邊加入等體積的鹽水，這時兩邊液位在一個水平面上。過一段時間就會發現鹽水的一側水位上升另一邊下降，到一定的時間后液位不在變化。原因是因為水都有擴散達到均勻的特性，在中間增加的滲透膜只允許小直徑的水分子通過，而其它的無機鹽水合離子因為直徑大不能通過，這時為了達到平衡只有水分子穿過滲透膜進入濃惻而使濃惻液位上升，我們將這種現象叫做滲透，當兩邊液位差達到一定時滲透達到一個動態平衡液位不在變化，我們將兩邊的液位差叫做滲透壓，兩側的濃度差越大則滲透壓越大。如果我們在濃側加上一個壓力就會破壞這個平衡，濃側的水分子就會進入到淡側，直到達到另外一個平衡，我們將這個過程叫做反滲透。

1.3.2 活性炭過濾器的作用（或原理）

活性炭過濾器的作用主要有兩個。一個是利用活性炭具有豐富的孔隙和很大的比表面積，具有良好的吸附性能來吸附除去水中的有機物和濁度；另外一個作用是利用活性炭的還原性能與水中的余氯反應去除余氯。防止含氯的水到后邊工序氧化滲透膜和樹脂。

2 除鹽水生產系統日常的運行與監督以及異常處理

2.1 日常運行時應該關注的參數

每2小時抄表記錄下列項目：活性炭過濾器出水流量；陰離子交換器的出水電導率；一級混合離子交換器的出水電導率；二級混合離子交換器出水電導率、出水流量；二級混合離子交換器出水總管電導率、鈉離子、二氧化硅、濁度、溫度；除鹽水箱SED、SER、復用水箱（901BA）液位；除鹽水和氨液混合器出口電導率、PH值；除鹽水生產系統再生時，必須按照再生記錄表上的內容填寫清楚；運行設備每2小時進行一次巡回檢查，發現異常及時處理；中間水箱水位由中間水泵進水調節閥門自動控制，但在運行中應注意監視，防止流空或溢流。

交班時除鹽水運行崗位分析監督下列項目：

1）測定運行系列陽床出水Na+含量，陽床和混床的出水電導率是否符合水質標準；

2）檢查除鹽水箱SED、SER液位是否符合規定；

3）檢查酸、堿貯存槽、氨計量箱液位。

2.2 除鹽水生產過程中異常情況及處理

1）一級除鹽系統再生后正洗水質不合格或運行中提前失效，應停止運行進行檢查并處理；檢查分析試劑是否正常，監督表計是否正確；檢查進酸、堿閥門是否關嚴或其他不良水質滲入，影響出水品質；是否因原水含鹽量高而提前失效；是否因再生液酸濃度過低，導致陽床出水水質不合格；是否因再生液堿濃度過低，再生液水溫偏低導致陰床出水不合格；

2）陽、陰、混合離子交換器在正洗或運行中有石英沙、樹脂帶出，原因是交換器底部亂層或底部出水裝置損壞，應停運檢查并啟動備用系列；

3）混床再生過程中，中排水中有樹脂漏出，應立即停止再生，解列進行檢修；

4）混床投運時水質合格，運行幾小時后，電導率上升超標準，此時應進行如下處理：先取樣分析電導率是否超標準；再關閉進、出水閥；開啟排氣門、排水門、進氣門，進行壓縮空氣攪拌混合后，正洗合格后再投運；若經上述處理無效，應停止運行，重新進行再生。

2.3 酸霧出現后的處理

1）迅速穿戴好防護用具進入現場；

2）加強現場通風；

3）對系統中的缺陷進行隔離處理；

4）及時排除漏出的酸液；

5）酸霧消除后對廠房地面和部分設備進行沖洗；

6）及時記錄并匯報。

3 離子交換樹脂的污染與復蘇

水處理系統中，由于水中的雜質侵入，致使樹脂的性能下降，因尚未涉及樹脂結構的破壞，故這種劣化現象稱為樹脂的污染。樹脂的污染是一個可逆過程，也就是當樹脂被污染后，通過適當的處理，可以恢復其交換性能，這種處理成為樹脂的復蘇。

3.1 鐵對樹脂的污染

3.1.1 污染的現象

陽陰樹脂都可以發生鐵的污染，被鐵污染的樹脂的顏色明顯變深，甚至是黑色；鐵污染會使樹脂床層的壓降增加和可能導致偏流；嚴重降低交換容量和再生效率；會使樹脂含水量增加；還會使陰樹脂加速降解。

3.1.2 污染的原因

在陽樹脂使用過程中，原水帶入的鐵離子大部分以Fe2+存在，它們被樹脂吸附后，部分被氧化成Fe3+，再生時這些鐵離子不能完全被H交換出來。這是由于形成的高價鐵化合物，牢固的沉積在樹脂的內部和表面，堵塞了樹脂微孔，從而影響了孔道的擴散，造成鐵的污染。工業鹽酸中所含的Fe3+會形成鐵的污染。一般用于軟化水處理的鈉離子交換的陽樹脂，更容易受到鐵的污染。

3.2 鋁對樹脂的污染

3.2.1 污染現象

在交換器內，有鋁化物的絮凝體覆蓋在樹脂表面上，導致樹脂交換容量下降。

3.2.2 污染的原因

通常采用鋁鹽進行水的混凝處理時，因沉淀和過濾效果不好，而進入離子交換器內所致。由于AL3+與樹脂的交換基團有很強的吸附作用，故用食鹽水溶液再生也難除去。一般鋁的污染在軟化水處理系統當中的陽樹脂要比除鹽水系統當中的陽樹脂嚴重。

4 小結

本文通過對除鹽水生產系統的功能、系統的構成、工藝流程、生產方法的論述，以及系列失效后離子交換樹脂的再生、再生廢液的排放等的系統介紹，其目的是為了向常規島、核島、BOP等提供符合水質和水量要求的除鹽水；而離子交換樹脂再生的效果直接影響除鹽水的生產量，下面列出了再生中會遇到的故障、產生故障的原因以及處理方法，可供參考。

【參考文獻】

[1]除鹽水生產系統手冊[S].

[2]運行百項操作[Z].

[3]運行專項培訓[Z].

[4]秦山第二核電廠中級運行教材[Z].

[5]秦山第二核電廠高級運行教材[Z].

[責任編輯：王楠]