核岛设备冷却水系统水质控制措施优化

蒋大东

（中核集团江苏核电有限公司，江苏 连云港 222042）

核岛设备冷却水系统（下文称KAA系统）在正常运行工况、预期运行事件、设计基准事故工况下向安全系统、对安全重要系统以及正常运行的系统用户提供冷却水并导出热量,排放到最终热阱，为防止放射性物质向重要厂用水扩散，而建立一道防护屏障。KAA系统是闭式循环系统，用除盐水充注，因除盐水中含有氧，部分含铜材料用户产生腐蚀现象。KAA系统水质中铜离子含量高。其水质异常将会威胁机组的稳定运行。认识到这个问题后，经过分析、排查、与同行电站进行对比，提出了合理的技术改造和水质控制方案，在技改实施后取得了良好的效果。

1 问题简述

2010年6月3日化学人员对1KAA、2KAA系统进行取样，发现铜离子高，铜离子含量在0.2-1mg/L。按照KAA系统的设计要求，介质中不应该含铜，且KAA系统也没有对铜离子的监测要求。

2 分析、排查处理

2010年6月4日召开了“一、二号机KAA系统铜离子相关问题讨论会”，对KAA10、KAA40用户清单进行整理，按照清单相关处室核实用户材料是否含铜，结果发现大部分通风系统换热器及仪表的接头使用铜材。由于KAA系统由除盐水充注，除氧水中含有氧，铜离子的标准电位高，在有氧环境下换热器金属材料表面产生点腐蚀，进而导致应力腐蚀开裂，发生内漏。

3 KAA系统介质具有放射性的潜在风险

a）KAA系统冷却的设备受到污染，使污染范围扩大；

b）如果是主泵独立回路或轴封系统冷却器发生内漏，检修需要将机组后撤至冷态。

4 解决方案

在发现KAA系统铜离子超标之后，编制了详尽的查漏方案，采用逐个隔离，逐步缩小范围的方式进行排查，最终确定为KBA40AC001换热器内漏。为了抑制换热器的腐蚀，降低腐蚀速度，进行如下处理：

a）T105，T205大修期间对KBA40AC001进行了堵管、但是堵设备运行手册要求，此换热器的堵管数量为3-5根，因此将KBA40AC001进行了整体更换。

b）KAA 系统加药

由于KAA系统使用了大量含铜材料，导致铜离子浓度高，铜离子的电位高，对不锈钢产生腐蚀，并且腐蚀产物会吸附在金属表面，加快腐蚀。导出出现应力腐蚀裂纹。所以想KAA系统中加入磷酸三钠和TTA铜缓释剂混合溶液，以抑制铜离子的释放。磷酸三钠能够提高并维持溶液的PH值，对铜和不锈钢有缓释作用，同时磷酸三钠是成膜剂，对金属有防腐作用。

c）KAA20,30系统增加过滤器和树脂捕集器

KAA20,30各增加的一个过滤器KAA26，36AT001，过滤器内装载有0.3m3的阳树脂和0.3m3的阴树脂，作为加药除铜离子的备用。

技改之后流程图（图1）。

图1

5 技改实施及加药后的效果

KAA系统加缓释剂之后，有效地抑制了铜离子的释放，铜离子浓度一直控制在较低的水平。减缓了设备的腐蚀。

6 技改之后的其它问题

a）由于KAA系统加入缓释剂，在KAA系统进行检修排水之前，先通过过滤器净化或者动态换水将磷酸三钠和TTA的浓度都降低到0.5mg/L以下，之后才能按照正常的排水流程进行排水。

b）由于 KBA53AP001 设备本身的问题，为排除其对KAA系统放射性的影响，之前将用来冷却柱塞的KAA40水直接排往泵房间地坑，流量大约100L/h。在加入缓释剂之后，KAA系统的开式运行导致缓释剂的浓度逐渐下降。因此经过论证之后将柱塞冷却水水源改为化学除盐水供应系统KBC2。