核电凝结水精处理系统回收水处理单元的应用

曹洋

（浙江海盐力源环保科技股份有限公司，上海200233）

核电凝结水精处理系统回收水处理单元的应用

曹洋

（浙江海盐力源环保科技股份有限公司，上海200233）

在详细分析回收水循环处理利用原理的基础上，介绍了回收水处理的配置和主要控制指标，以及回收水处理单元首次在核电凝结水精处理系统树脂再生过程中的应用情况。通过阴树脂再生塔和阳树脂再生塔循环清洗时间调整，并根据再生剂残留量的对比，得到两者最佳的循环清洗时间比例。最后进行了回收水处理单元所能取得的节水效果分析。

核电厂；凝结水精处理；回收水；树脂再生

随着国内电力行业日益发展，特别是核电1 250、1 400 MW机组的出现，凝结水精处理系统需要处理的水量不断增大，而且对出水水质要求更为严格，因而对凝结水精处理系统运行、树脂再生的要求不断提高。为了提高对再生后阳、阴树脂的清洗效果，需要应用大量的除盐水对树脂进行较长时间的冲洗，这将造成凝结水精处理系统树脂再生的除盐水水耗大大增加。因此在达到对树脂完全清洗的同时，有力的节水措施也必须一步到位，以达到对树脂清洗和节约冲洗用除盐水的目标。

1　概述

在凝结水精处理系统混床再生系统中，在采用H2SO4作为阳树脂再生剂和采用NaOH作为阴树脂再生剂的情况下，对阴树脂再生塔中阴树脂层内残留的Na+、阳树脂再生塔中阳树脂层内残留的需要用除盐水长时间的正洗来彻底去除，否则可能会对凝结水精处理系统的出水水质造成影响。根据树脂厂家资料，阴树脂正洗水总量应为阴树脂体积的2～5倍，阳树脂正洗水总量应为阳树脂体积的3～6倍；在通常情况下，国内电厂设置的阳/阴树脂再生结束标志为正洗出水电导率达到2 μS/cm。如果加大正洗水用量、延长正洗时间，那么再生后树脂内的再生剂残余量可减少到极低的水平。通过秦山核电厂扩建项目（方家山核电工程）凝结水精处理混床再生系统的实际运行情况表明，在正洗总时间在达到16 h后，阴树脂再生塔中Na+、阳树脂再生塔中的残余量均可达到小于10 mg/L的水平，完全满足凝结水精处理混床树脂再生后的水质指标要求。与此同时带来一个问题，如果采用除盐水作为正洗水来源，那么每次再生时进行16 h的正洗，除盐水的消耗量将达到一个惊人的水平。在这种情况下，有必要设置一个回收水处理单元，用于阳/阴树脂进酸/碱再生结束后，将树脂的进一步正洗出水作为回收水送入回收水处理单元，经回收水混床处理后，将电导率达标的正洗回收水重新送回凝结水精处理再生单元，作为阳/阴树脂的正洗用水。此过程可实现正洗用水的循环使用，达到节水目的。

2　回收水处理单元的配置和主要控制指标

回收水处理单元如图1所示。

图1　回收水处理单元

回收水箱作为中间水箱，临时储存来自阳床/混床再生单元需处理的回收水，回收水通过回收水泵带入回收水混床进行处理；回收水混床下游设置回收水混床树脂捕捉器，用于捕捉可能漏出的破碎树脂；当回收水混床出水导电率大于0.07 μS/cm时，此时关闭回收水出水阀，打开回收水循环隔离阀，使回收水在单元内进行内循环，对回收水持续进行处理，直至回收水混床出水导电率小于0.07 μS/cm时，说明回收水处理已合格，此时关闭回收水循环隔离阀，打开回收水出水阀，使用处理合格的回收水对阳床/混床再生单元中的阳/阴再生塔内再生好的阳/阴树脂进行正洗。此时再生塔的正洗排水经回收水箱、回收水泵、回收水混床再次处理后，重新回到阳床/混床再生单元，对阳/阴再生塔内备用阳/阴树脂进行加强正洗，如此回收水处于一个周而复始的良性循环利用过程，除少量电导率表取样排水外，无需外界除盐水的大量补充，达到了节水的目的，且系统采用程序自动控制，增加的人员工作量极小。

回收水混床采用的是体内再生混床，如果内部只填装阴、阳两种树脂，在回收水混床树脂再生时，需首先对树脂进行反洗分层，其阴阳树脂的分界面处于回收水混床的中间排水装置的分配支母管中心，阴树脂位于支母管的上方，而阳树脂位于支母管的下方。此时体内再生系统在这两种树脂的分界面之间没有特殊的分隔措施，所以在对两种不同类型的树脂再生时会造成阴树脂和阳树脂各自的再生液存在越过树脂的交界面而进入对方的树脂中去的可能，即用碱再生液对阴树脂再生时，再生的碱再生液在经过阴树脂层后不能及时地从中间排水装置排出，造成可能有部分碱再生液进入下部阳树脂的表层，从而阳树脂受到碱液的污染成为Na+型树脂；同样道理，再生阳树脂的酸再生液也可能进入上层的阴树脂下表面层，使其成为SO42-型树脂，即形成“交叉污染”。存在“交叉污染”的树脂在混合再投入运行后会使混床出水水质变差，水中会呈现Na+和SO42-离子。这对于用回收水来清洗凝结水精处理系统高速混床体外再生的树脂是不合适的，会造成高速混床的树脂污染。

为避免以上问题，实际运行中的回收水混床采用了三层床技术，使用三层床专用树脂，即采用一定体积的、一种比重介于阳树脂和阴树脂之间的惰性树脂在分层时来隔离阴阳树脂，其最重要的特性是不会发生离子交换。在对混床树脂反洗分层时，由于其比重的特殊性，反洗后很自然的介于阴树脂和阳树脂之间，其树脂层厚度把中间排水装置容纳在其中。确保了阴、阳树脂交界面的完全脱离。酸、碱再生液越界进入的是惰性树脂层，而不会进入对方的树脂层，从而也就避免了再生剂的交叉污染，保证了回收水混床树脂的再生效果，回收水混床运行时水质有了保障。

3　不同循环清洗时间比下再生剂残留量的分析

为达到相同正洗时间条件下，阳/阴树脂正洗结束后再生剂残余量最小，秦山核电厂扩建项目（方家山核电工程）凝结水精处理系统1号机组和2号机组在相同冲洗时间总长、不同的阴树脂再生塔/阳树脂再生塔循环冲洗时间（1号机组为1∶1，2号机组为2∶1）对比下，对回收水混床、阴树脂再生塔、阳树脂再生塔的冲洗水出水水质进行了取样分析，以制定更合理的正洗时间比。分析数据如表1、表2所示。

表11　号机组阴树脂再生塔/阳树脂再生塔循环清洗记录

由表1、表2可见，在同样进行16 h循环冲洗的条件下，当循环清洗时间比为2∶1（即阴树脂再生塔清洗2h后阳树脂再生塔清洗1h，不停循环）时，阴树脂再生塔中Na+、阳树脂再生塔中SO42-的残余量均小于10mg/L，远小于循环清洗时间比为1∶1时的水平，这说明尽管阴树脂粒径小于阳树脂，但Na+的扩散速度仍比SO42-小，因此循环清洗时间比选定为2∶1。

表22　号机组阴树脂再生塔/阳树脂再生塔循环清洗记录

4　回收水处理单元所能取得的节水效果

以实际运行中的秦山核电厂扩建项目（方家山核电工程）凝结水精处理系统为例，当高速混床系统每次再生时，对阴树脂进行共11 h 35 m3/h的正洗，对阳树脂进行共5 h 25 m3/h的正洗，共需正洗水量为：11×35+5×25=510 m3。

在系统最大处理量时，每台高速混床的凝结水处理量为1 050.84 m3/h，这时每台高速混床的运行周期约为54 d，高速混床为4用1备，则每台机组高速混床单元每日正洗用水耗为：510÷54×4=37.78 m3。则全年可节约正洗用除盐水：37.78×365=13789.7m3。

以上计算结果仅基于高速混床再生后的正洗，前置阳床单元由于再生频率较高，且系统污脏条件下树脂擦洗时间远高于系统清洁时，因此暂未作定量分析，但通过对高速混床单元再生时回收水单元的运行效果来看，回收水单元也可作为前置阳床阳树中脂再生后的正洗用水，而且正洗可以持续进行，不受时间、成本限制，理想状态下正洗可持续到再生好的阳树脂需输送回前置阳床内为止，在有效提高树脂的再生效果的同时，还可大量节省再生时除盐水的用水成本。

Application of recycled water treatment unit to the condensate polishing system in nuclear power plants

Cao Yang
（Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200233，China）

Based on detailed analysis on the principles of recycled water circulating treatment and utilization，the configurations and main control indexes in the recycled water treatment，as well as the application situation of recycled water treatment unit to the condensate polishing system in nuclear power plants in the process of resin regeneration the first time are introduced.By means of adjusting the time of ART loop flushing and CRT loop flushing，and based on the comparison of regenerator residue amount，the proportion of optimum circulating cleaning time of the two of them is obtained.At the end，the water saving effect possibly obtained from the recycling water treatment unit is analyzed.

nuclear power plant；condensate polishing treatment；recycled water；resin regeneration

X703.1

B

1005-829X（2016）05-0106-03

曹洋（1978—），工程师。E-mail：caocius@163.com。

2016-02-28（修改稿）