Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Основные способы обработки воды для заполнения и подпитки контуров ТЭС и АЭС

Основная доля в выработке электроэнергии в России приходится на паротурбинные электростанции, использующие органическое топливо (уголь, газ, мазут), и атомные электростанции, использующие ядерное топливо. При этом наиболее освоенным теплоносителем на ТЭС и АЭС является природная вода из поверхностных или подземных водоисточников, к которому предъявляются следующие требования:

  1. Малая коррозионная агрессивность.
  2. Высокая теплоемкость и теплопроводность.
  3. Малая вязкость.
  4. Малое сечение захвата тепловых нейтронов.
  5. Химическая, температурная и радиационная стойкость.
  6. Слабая активация.
  7. Негорючесть, нетоксичность, взрывобезопасность.
  8. Низкая стоимость.

Недостатки воды как теплоносителя:

  1. Высокое сечение захвата тепловых нейтронов.
  2. Радиолиз – разложение под действием ионизирующих излучений.
  3. Относительно высокая активация.
  4. Коррозионная агрессивность.
  5. Низкая температура кипения.

Достоинства природной воды как теплоносителя:

  1. Дешевизна и распространенность в природе.
  2. Малая вязкость.
  3. Высокая теплоемкость.
  4. Относительная простота и освоенность приготовления.
  5. Негорючесть, нетоксичность, взрывобезопасность.
  6. Хорошие теплопередающие свойства.

Природная вода содержит в своем составе различные примеси. По этой причине она не может быть использована для целей энергетики без предварительной химической обработки, так как концентрация естественных примесей в воде в десятки тысяч раз превышает концентрации, регламентированные Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ) и Основными правилами обеспечения эксплуатации атомных станций.

Химически обработанная вода в энергетике требуется для различных целей: заполнения и подпитки контуров АЭС, для паровых котлов, испарителей, паропреобразователей, тепловых сетей с открытой или закрытой системой горячего водоснабжения (включая водогрейные котлы), как охлаждающая среда конденсаторов пара турбин, биологической защиты, для собственных нужд ВПУ, является теплоносителем, охлаждающей средой и технологическим сырьем для получении пара. Традиционные схемы водообработки состоят, как правило, из двух самостоятельных и достаточно обособленных стадий. Это связано с тем, что природные воды содержат в своем составе примеси, удаляемые на разных стадиях и классифицируемые по степени дисперсности на:

  1. грубодисперсные примеси с размером частиц более 100 нм. К ним относятся нерастворимые в воде взвеси, частицы глины, мелкого песка, ил, частицы продуктов коррозии конструкционных материалов, измельченные ионообменные смолы и т.д.;
  2. коллоидно-дисперсные примеси с характерным размером частиц от 1 до 100 нм. К ним относятся минеральные масла, моющие вещества, некоторые органические вещества, используемые для дезактивации оборудования АЭС, радиоколлоиды, органо-минеральные частицы почв и грунтов, поступающих с присосами охлаждающей воды;
  3. Ионно-дисперсные примеси – вещества, диссоциирующие в воде на ионы, с размером частиц менее 1 нм, к которым относятся кислоты, щелочи, соли и молекулярно-растворимые соединения в виде растворенных газов и некоторых органических соединений.

В связи с разной степенью дисперсности примесей воды методы водообработки условно делятся на предварительные и окончательные.

На первой стадии обработки, называемой предварительной очисткой, из воды удаляются грубодисперсные и коллоидные примеси. Удаление грубодисперсных примесей достигается путем отстаивания. При этом грубодисперсные примеси осаждаются и вода фильтруется на осветлительных (механических) фильтрах. К методам удаления грубодисперсных примесей относят также флотационные методы.

Для очистки воды от коллоидных примесей применяют объемную коагуляцию, метод обратного осмоса, электрофорез, осветление воды в гидро- и мультициклонах.

К осадительным реагентным методам предварительной очистки воды относятся известкование, содоизвесткование, магнезиальное обескремнивание.

Коллоидно-дисперсные примеси выводятся из воды путем организации специального реагентного процесса коагуляции, т. к. они не осаждаются даже при длительном отстаивании. При этом вместе с коллоидными примесями воды частично удаляются и грубодисперсные примеси. Кроме того, при коагуляции достигаются и другие положительные эффекты – снижение щелочности и обезжелезивание (так как при этом в обрабатываемую воду вводят химические реагенты). Поэтому процесс коагуляции можно рассматривать также как один из методов снижения щелочности воды. На этапе предварительной очистки проводят также такие реагентные осадительные процессы, как известкование, содоизвесткование и магнезиальное обескремнивание. Все эти методы направлены уже на частичное удаление из воды молекулярно-дисперсных примесей. Так, например, при известковании снижается щелочность и карбонатная жесткость воды (умягчение), известью связывается свободная углекислота (декарбонизация). При содоизвестковании достигается процесс более глубокого умягчения воды, т. к. сода разрушает некарбонатную жесткость воды с переводом ее в шламовую форму. При дозировании в воду некоторого избытка извести в процессе магнезиального обескремнивания на этапе предварительной очистки из воды частично выводится кремниевая кислота (обескремнивание). Основным недостатком умягчения воды реагентным осаждением является высокое значение остаточной жесткости умягченной воды. Поскольку наличие катионов жесткости в питательной воде не удовлетворяет Правилам технической эксплуатации и не обеспечивает безнакипный режим теплообменных аппаратов и интенсифицирует коррозию, требуется окончательная обработка с более глубоким умягчением или обессоливанием воды. Это достигается на второй стадии очистки воды.

Вторая стадия обработки воды – окончательная. На этом этапе осуществляется удаление из воды истинно-растворенных примесей либо методами умягчения (удаление катионов жесткости), либо методами обессоливания (удаление катионов и анионов, в том числе и кремниевой кислоты) путем фильтрования воды через ионообменные смолы (иониты), либо методом термической дистилляции или совместными технологиями – термическим обессоливанием с доочисткой на ионитах. На последних этапах очистки применяют также совмещенные с ионным обменом мембранные (безреагентные) методы очистки воды. Вода подвергается дегазации – деаэрации и декарбонизации.

Все комплексные схемы водоочистки, независимо от требований к качеству обработанной воды, составляются из типовых элементов. Так, на первом этапе, если того требует качество обрабатываемой воды, применяют устройства – осветлители воды, в которых осуществляется коагуляция совместно с известкованием, магнезиальным обескремниванием и фильтрованием через механические фильтры. Для умягчения воды на втором этапе применяются схемы катионирования – натрий-катионирование, водород-катионирование или натрий-водород-катионирование, водород-катионирование с «голодной» регенерацией фильтров и т. д. При обессоливании воды используются схемы катионирования совместно со схемами анионирования. Самыми разнообразными сочетаниями этих элементов достигается подготовка воды любого требуемого качества.

Доступные и качественные бани под ключ из бруса вы сможете заказать перейдя по ссылке.

Читайте также:

Updated: 29.12.2014 — 18:20
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector