CN109323237B

CN109323237B - 核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法

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Publication number: CN109323237B
Application number: CN201811072442.1A
Authority: CN
Inventors: 梁义才; 刘衡; 李付平; 韩文涛; 刘辉; 乔航; 陈跃; 孙云; 田朝晖; 褚英杰; 罗威; 杨顺龙; 刘义仁; 马刚; 田辉宇; 陈自强; 祝刚; 李如源; 刘海涛
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd; Fujian Ningde Nuclear Power Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; CGN Power Co Ltd; Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd; Fujian Ningde Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2038-09-14
Also published as: CN109323237A

Abstract

核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，包括以下步骤：S1、核级分散剂准备：核级分散剂含有聚丙烯酸、未聚合丙烯酸单体和异丙醇，其余为除盐水，S2、辅助药剂准备：将氨水、联氨在核电站化学加药罐中混合均匀；S3、除盐水准备：核电站辅助给水箱注入除盐水至满水状态；S4、保养：将步骤S1的核级分散剂、S2的辅助药剂、S3除盐水同时泵入到蒸汽发生器给水母管中；S5、保养效果评估：若滤渣干重、保养液中总铁和硬度物质平均浓度高于常规保养，则说明核级分散剂保养效果优于常规保养。本发明能整体减轻蒸汽发生器结垢水平，改善传热，缓解传热管垢下腐蚀，具有低投入，效益明显的优点。

Description

核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法

技术领域

本发明涉及核电厂蒸汽发生器的清洗方法，具体涉及核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法。

背景技术

在过去的几十年中，国内外核电厂已经采取了相当多的措施来缓解腐蚀产物沉积富集在蒸汽发生器内，从而降低这些问题导致的风险。一般有两种常用的基本方法。第一类方法为腐蚀产物源项控制，包括：提高二回路pH、去除二回路系统中易发生腐蚀的金属类型等；第二类方法为去除SG(核电厂蒸汽发生器)积累的腐蚀产物，如管间压力冲洗、上部管束水力清洗、化学清洗等。这两类方法不论是独立或组合使用，都已成功减少或维持了蒸汽发生器现在的沉积物质量。然而上述技术方案存在以下缺点：①实际上很难实现将补给水中Fe浓度限制在更低浓度；②化学清洗技术很昂贵，并且不能保证100％有效，尤其是在有缝隙的位置；③使用侵蚀性化学药剂(如EDTA)不可避免的会损害设备基底金属，降低设备可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供核级聚丙烯酸(PAA)分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，要解决现有技术化学技术清洗昂贵的技术问题；并解决侵蚀性化学药剂会损害设备基底金属，降低设备可靠性的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、核级分散剂准备：所述核级分散剂含有质量分数为10％～12％的聚丙烯酸、质量分数不高于0.0499％的未聚合单体和质量分数不高于0.0999％的异丙醇，其余组分为除盐水，加药前在化学加药罐1中稀释至质量分数为1％的水溶液，所述未聚合单体为丙烯酸；

S2、辅助药剂准备：将氨水、联氨在核电站化学加药罐2中混合均匀；

S3、除盐水准备：核电站辅助给水箱注入除盐水至满水状态；

S4、保养：将步骤S1的核级分散剂、S2的辅助药剂、S3除盐水同时泵入到蒸汽发生器给水母管中，并将三者混合均匀形成保养液，之后注入蒸汽发生器中，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，保养期间在保养液中持续通过蒸汽发生器排污系统鼓入氮气；

S5、保养效果评估：在步骤S4保养期间对保养液进行定期取样，并分析样品中总铁和硬度物质浓度，在蒸汽发生器保养液排水口装载0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。若滤渣干重、保养液中总铁和硬度物质平均浓度高于常规保养，则说明核级分散剂保养效果优于常规保养，至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

进一步优选地，所述步骤S1中核级分散剂中还含有分散杂质，所述分散杂质为Al³ ⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-、Cu²⁺、总铁和Pb²⁺，其中，所述Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²⁺的质量分数含量均不高于0.001％，总铁的质量分数含量不高于0.01％，Pb²⁺的质量分数含量不高于0.0001％。

进一步地，所述步骤S1中核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入化学加药罐1中。

进一步地，所述步骤S1、S3中的除盐水的电导率不高于0.1μS/cm。

进一步地，所述步骤S4中加入的保养液的pH控制在9.4～10.6之间。

进一步地，所述步骤S4中保养液中核级分散剂浓度为1～100ppm。

进一步地，所述步骤S4中加入的保养液中含有的核级分散剂与蒸汽发生器中总铁质量比为1:1。

进一步地，所述步骤S4中保养液在蒸汽发生器的浸泡保养时间为1～50天，浸泡保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续鼓入氮气，鼓气流量为10～20Nm³/天。

更加优选地，所述步骤S5中硬度物质为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，所述步骤S5中总铁和硬度物质平均浓度是指多次取样测量结果的算术平均值。

实施本发明可以达到以下有益效果：

本发明使用高纯度聚丙烯酸分散剂，引入杂质量极少，不会引起蒸器发生器内部构件的腐蚀及核电站启机水质异常，故该技术方案的安全性好。核级分散剂水溶性好，稀释后粘度较低，与水互溶，可以直接使用电厂现有化学加药设备与管线，无需设备改造，故该技术方案工艺简单，核电现场易于实施。核级分散剂对蒸汽发生器内疏松氧化物(如氧化铁、氧化钙、氧化铝、硅酸盐等物质)分散效果良好，在循环保养期间可以维持氧化物颗粒悬浮在保养液中，最后通过排水去除这些氧化物，减轻蒸汽发生器结垢水平，改善传热，缓解传热管垢下腐蚀，具有低投入，效益明显的优点。

附图说明

图1为本发明聚丙烯酸型分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，主要包括包括高纯度核级聚丙烯酸分散剂，以下简称核级分散剂，核级分散剂加药方式、核级分散剂加药浓度、核级分散剂保养方法和核级分散剂保养效果评估方法，具体内容如图1：

首先评估蒸汽发生器内沉积物总量，确定核级分散剂加药浓度，然后依据电厂大修计划，制定核级分散剂湿保养实施程序，具体包括如下步骤：

S1、核级分散剂准备：核级分散剂含有聚丙烯酸、杂质、未聚合丙烯酸单体和异丙醇，其中，含有聚丙烯酸的质量分数为10％～12％，含有未聚合丙烯酸单体的质量分数不高于0.0499％，含有异丙醇的质量分数不高于0.0999％，核级分散剂中还含有杂质，杂质为Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-、Cu²⁺、总铁和Pb²⁺，其中，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均不高于0.001％，含有总铁的质量分数不高于0.01％，含有Pb²⁺的质量分数不高于0.0001％，其余为除盐水，除盐水水的电导率优选不高于0.1μS/cm，杂质含量如下表1，加药前在化学加药罐1中稀释至质量分数为1％的水溶液；

表1.核级分散剂中杂质含量要求

S4、保养：将步骤S1的核级分散剂、S2的辅助药剂、S3除盐水同时泵入到蒸汽发生器给水母管中，并将三者混合均匀形成保养液，之后注入蒸汽发生器中，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，保养期间在保养液中持续通过蒸汽发生器排污系统鼓入氮气；优选地，保养液中核级分散剂浓度应控制在1～100ppm，更加优选地，保养液中含有的核级分散剂与蒸汽发生器中总铁质量比为1:1，蒸汽发生器中总铁根据预先计算出的蒸汽发生器内沉积物总量分析得出，浸泡保养期间在保养液中持续通过蒸汽发生器排污系统鼓入氮气，鼓气流量为10～20Nm³/天；

S5、保养效果评估：在步骤S4保养期间对保养液每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称出滤渣干重，若滤渣干重、保养液中总铁和硬度物质平均浓度高于常规保养，则说明核级分散剂保养效果优于常规保养，至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

下面提供本发明五种具体实施例的保湿方法：

实施例一、

核级分散剂中含有聚丙烯酸的质量分数为10％，含有丙烯酸的质量分数为0.0499％，含有异丙醇的质量分数为0.0999％，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均为0.001％，含有总铁的质量分数为0.01％，含有Pb²⁺的质量分数为0.0001％，其余为除盐水。将上述配置完成的核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入蒸汽发生器辅助给水母管中。同时在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把分散剂、除盐水混合液的pH调节成9.4，即pH调节完成后的混合液即为保养液，保养液中核级分散剂浓度为1ppm，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续向保养液中鼓入氮气，鼓气流量为20Nm³/天，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

实施例二、

核级分散剂中含有聚丙烯酸的质量分数为10％，含有丙烯酸的质量分数为0.0499％，含有异丙醇的质量分数为0.0999％，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均为0.001％，含有总铁的质量分数为0.01％，含有Pb²⁺的质量分数为0.0001％，其余为除盐水。将上述配置完成的核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入蒸汽发生器辅助给水母管中。同时在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把分散剂、除盐水混合液的pH调节成10.6，即pH调节完成后的混合液即为保养液，保养液中核级分散剂浓度为1ppm，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续向保养液中鼓入氮气，鼓气流量为20Nm³/天，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

实施例三、

核级分散剂中含有聚丙烯酸的质量分数为10％，含有丙烯酸的质量分数为0.0499％，含有异丙醇的质量分数为0.0999％，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均为0.001％，含有总铁的质量分数为0.01％，含有Pb²⁺的质量分数为0.0001％，其余为除盐水。将上述配置完成的核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入蒸汽发生器辅助给水母管中。同时在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把分散剂、除盐水混合液的pH调节成9.4，即pH调节完成后的混合液即为保养液，保养液中核级分散剂浓度为100ppm，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

实施例四、

核级分散剂中含有聚丙烯酸的质量分数为10％，含有丙烯酸的质量分数为0.0499％，含有异丙醇的质量分数为0.0999％，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均为0.001％，含有总铁的质量分数为0.01％，含有Pb²⁺的质量分数为0.0001％，其余为除盐水。将上述配置完成的核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入蒸汽发生器辅助给水母管中。同时在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把分散剂、除盐水混合液的pH调节成9.4，即pH调节完成后的混合液即为保养液，保养液中核级分散剂浓度为100ppm，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续向保养液中鼓入氮气，鼓气流量为20Nm³/天，浸泡保养时间为50天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

实施例五、

核级分散剂中含有聚丙烯酸的质量分数为10％，含有丙烯酸的质量分数为0.0499％，含有异丙醇的质量分数为0.0999％，核级分散剂含有Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²的质量分数均为0.001％，含有总铁的质量分数为0.01％，含有Pb²⁺的质量分数为0.0001％，其余为除盐水。将上述配置完成的核级分散剂用除盐水稀释至质量分数为1％后加入蒸汽发生器辅助给水母管中。同时在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把分散剂、除盐水混合液的pH调节成10.6，即pH调节完成后的混合液即为保养液，保养液中核级分散剂浓度为100ppm，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续向保养液中鼓入氮气，鼓气流量为20Nm³/天，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

常规保养一、

在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把除盐水pH调节成9.4，即pH调节完成后的混合液即为保养液，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养保养期间通过蒸汽发生器排污系统持续向保养液中鼓入氮气，鼓气流量为20Nm³/天，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用对核电厂蒸汽发生器进行常规湿保养完成。

常规保养二

在蒸汽发生器辅助给水母管加入氨水和联氨，把除盐水pH调节成9.4，即pH调节完成后的混合液即为保养液，将保养液注入蒸汽发生器中进行浸泡保养，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，浸泡保养时间为1天，保养期间每隔24h对保养液取一次样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，硬度物质主要为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和SiO₃ ^2-，蒸汽发生器保养液排水口装载过滤器，过滤器为孔径为0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重。至此，采用对核电厂蒸汽发生器进行常规湿保养完成。

表2.五种实施例与常规保养中滤渣、总铁及硬度物质含量对比

从上表可知，本发现可以显著去除核电厂蒸汽发生器内沉积物，而且核级分散剂加药浓度越高、保养时间越长，效果越显著。同时，保养期间持续氮气鼓入可以提高蒸汽发生器内腐蚀产物去除量。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、核级分散剂准备：所述核级分散剂含有质量分数为10％～12％的聚丙烯酸、质量分数不高于0.0499％的未聚合丙烯酸单体和质量分数不高于0.0999％的异丙醇，其余组分为除盐水；

S4、保养：将步骤S1的核级分散剂、S2的辅助药剂、S3除盐水同时泵入到蒸汽发生器给水母管中，并将三者混合均匀形成保养液，之后将保养液注入蒸汽发生器中，直至保养液水位达到蒸汽发生器保养目标水位，保养期间在保养液中持续通过蒸汽发生器排污系统鼓入氮气；

S5、保养效果评估：在步骤S4保养期间对保养液进行每隔24h取样，并分析样品中总铁浓度和硬度物质浓度，在蒸汽发生器保养液排水口装载0.45μm过滤器，收集滤渣，并称量滤渣干重，若滤渣干重、保养液中总铁和硬度物质平均浓度高于常规保养，则说明核级分散剂保养效果优于常规保养，至此，采用核级分散剂对核电厂蒸汽发生器进行湿保养完成。

2.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S1中核级分散剂中还含有杂质，所述杂质为Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-、Cu²⁺、总铁和Pb²⁺，其中，Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₃ ^2-、Na⁺、Cl^-、F^-、SO₄ ^2-和Cu²⁺的质量分数含量均不高于0.001％，总铁的质量分数含量不高于0.01％，Pb²⁺的质量分数含量不高于0.0001％。

3.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S1中核级分散剂浓度用除盐水稀释至质量分数为1％后加入化学加药罐1中。

4.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S1和所述步骤S3中的除盐水的电导率不高于0.1μS/cm。

5.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S4中加入的保养液中含有的核级分散剂浓度为1～100ppm。

6.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S4中保养液pH为9.4～10.6。

7.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S4中加入的保养液中含有的核级分散剂与蒸汽发生器中总铁质量比为1:1。

8.如权利要求1所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S4中保养液在蒸汽发生器的浸泡保养时间为1～50天，浸泡保养期间氮气鼓气流量为10～20Nm³/天。

9.如权利要求1～8任意一项所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S5中所述硬度物质为Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、和SiO₃ ^2-。

10.如权利要求1～8任意一项所述的核级聚丙烯酸分散剂用于核电厂蒸汽发生器湿保养的方法，其特征在于：所述步骤S5中总铁和硬度物质平均浓度是指多次取样测量结果的算术平均值。