试析乙醇胺在核电厂二回路水处理中的应用

试析乙醇胺在核电厂二回路水处理中的应用

(福建福清核电有限公司350300)

摘要:在核电厂运行当中,做好二回路水处理可以说是非常重要的一项内容。在本文中,将就乙醇胺在核电厂二回路水处理中的应用进行一定的研究。

关键词:乙醇胺;核电厂;二回路水处理

1引言

二回路水处理是压水堆核电厂当中的重要工作,其任务即是对二回路系统的腐蚀情况进行减少,在具体控制当中,全挥发处理是其中主要应用到的一种方式。其中,乙醇胺(ETA)是一种具有低热分解率、低挥发性的材料,能够代替氨实现给水pH值的调节,需要能够做好其特点的把握,在二回路水处理中获得更好的应用。

2ETA特征

对于ETA来说,其是一种碱性有机氨,分子量61.08,为物色粘性液体,能够同水混溶。同氨相比,其具有更高的低温碱度以及高温监督,以及更低的相对挥发度。对此,在温度相同的情况下,湿蒸汽当中具有更高的ETA浓度以及pH值。

3二回路系统中ETA应用

在核电厂二回路处理当中,ETA通常作为pH控制剂进行应用,其所具有的优点体现在:第一,铜设备腐蚀控制。对于铜来说,氨具有较强的腐蚀性,在实际处理当中,如果使用氨作为pH控制剂进行应用,当其蒸发后,则将会在进入到凝结水系统以及蒸汽系统的情况下与铜发生化学反应,进而导致局部腐蚀问题的发生,在严重情况下,也将会在短时间内使铜设备发生泄漏问题。同氨相比,ETA对于铜材料具有更低的腐蚀速率,根据试验,在湍流状态当中分别对200mg/kg的氨以及ETA对铜条进行腐蚀对比试验,经过试验发现,同氨溶液中的铜腐蚀速率相比,ETA所具有的腐蚀速率仅仅为二分之一;第二,减缓管线FAC。对于FAC来说,其是腐蚀情况当中的一种类型,经常出现在湿蒸汽区域蒸汽管线上,是在水流动作用下对低合金钢以及碳钢材料表面进行冲刷所造成的腐蚀情况。在金属表面上,其氧化层的存在具有一定的保护作用,此时金属氧化速率同氧化物所具有的溶解速率相等。对于具有高速流动特征的气液两相流,如氧化物融解速率同氧化物生成速率相比更大,金属表面起到保护作用的氧化层则将以较快的速度被剥离,在溶解氧的作用下,金属基体则不断被氧化,以此对具有不稳定特征的氧化层进行形成,在经过溶解以及高速冲刷后被带走,进而使其发生较为严重的腐蚀情况,而如果液相具有较高的pH值,此时OH-的则将会对Fe(OH)2的分解形成限制,在对金属氧化速率以及氧化层溶解速率进行降低的情况下对金属进行保护,避免其发生腐蚀情况。对于湿蒸汽管线来说,其出现FAC情况的影响因素主要体现在以下方面:首先,为蒸汽湿度,高湿度情况的存在,对于流动腐蚀具有一定的促进作用。其次,为材料成分,当碳钢管道具有少量的Cr时,则能够避免单相FAC的的发生。再次,为pH值,当将给水pH值控制在9-9.6之间时,此时流体对低碳钢设备具有最低的腐蚀情况。在流速相同的情况下,在将pH提升至9.6时,能够对管道起到更好的保护效果。最后,流动路径与温度也将对其产生影响。当流速增加时,FAC将具有加速效果,对于高湍流区如孔板下游、弯头以及管入口位置容易发生FAC。而在130-150℃之间,单一水项碳钢FAC具有最为严重的情况。蒸汽发生器方面,其在运行当中通常具有0.25%以下的蒸汽湿度,以此在管道内以及设备表面对具有高速流动的液膜进行形成。如使用氨作为pH控制剂进行应用,因其自身具有较强的挥发性,此时液膜当中则具有较低的氨浓度。同时,冷凝水当中具有较少的氨含量,此时pH值接近中性,也有较大的几率发生FAC。在该种情况下,如通过ETA的应用对水的pH值进行控制,较低挥发性的存在,则会使具有ETA的蒸汽在冷凝过程中会被ETA凝结。对此,在汽轮机部分以及主蒸汽管路位置将具有高浓度ETA,在具有较高pH值的情况下难以溶解氧化层,能够更好的维持在稳定状态中,在加强金属保护的情况下对FAC的发生形成抑制作用;第三,减少SG内腐蚀产物堆积。对于低合金钢、腐蚀速率来说,在pH值升高的情况下,其所具有的腐蚀速率将随之降低。对此,通过对pH值增加,则能够对二回路系统材料的腐蚀速率进行降低。在对ETA进行应用后,则能够有效抑制蒸汽管线FAC现象,在减少腐蚀产物的情况下使进入到SG当中的杂质量也随之降低。同时,因炉水当中具有较高的ETA含量,在pH值不断升高的情况下,支撑板、传热管以及管板也将具有更低的腐蚀速率,减少腐蚀产物。而根据堆外模拟试验发现,在使用氨处理方式时,同ETA处理方式相比,具有更高的铁浓度,大约为ETA处理方式的两倍。从该方面即可以了解到,在对ETA进行应用时,则能够对SG内腐蚀产物的堆积量进行有效的降低,在对使用寿命以及运行周期进行延长的情况下实现对停堆维修时间的减少;第四,水汽品质影响。在机组运行温度当中,ETA在实际应用当中具有较少量的热分解,在对低分子有机酸形成的情况下使水阳电导率以及二回路汽因此升高。根据国外发电机组运行经验发现,当ETA分解形成的微量低分子有机酸被中和的情况下,基本不会对水汽pH值产生印象,也不会因此腐蚀热力系统;第五,凝结水精处理混床树脂。在二回路系统当中,在对ETA进行应用中,在混床出水水质方面没有发生十分明显的变化。同氨相比,因ETA具有更强的碱性,对此,在给水pH相同的情况下,其也具有更少的摩尔量。在相同体积水中,被树脂交换的离子量也将随之减少。对此,在通过ETA的应用对氨进行替代后,则将增加混床周期制水量,使其具有更长的运行周期。

4结束语

在上文中,我们对乙醇胺在核电厂二回路水处理中的应用进行了一定的研究。在实际二回路水处理过程中,需要能够对乙醇胺的特点与作用做好把握,通过其科学应用进一步提升凝结水pH值,在降低流动腐蚀危害的情况下保障系统的稳定运行。

参考文献

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