一種新型復(fù)合堿化劑及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于核電站水化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種新型復(fù)合堿化劑及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國在役核電機(jī)組中，絕大多數(shù)核電機(jī)組的二回路采用全揮發(fā)（AVT)水化學(xué) 處理技術(shù)，即通過添加氨（NH3)和聯(lián)胺（N2H4)以分別控制二回路系統(tǒng)的pH值和含氧量。但 是氨的汽液分配因子較高，高溫時大多數(shù)氨存在于汽相中，液相中氨含量嚴(yán)重偏低，使得核 電站二回路汽水分離再熱器系統(tǒng)、高壓加熱器系統(tǒng)、除氧器系統(tǒng)、低壓加熱器系統(tǒng)、蒸汽轉(zhuǎn) 換器系統(tǒng)、給水加熱器疏水回收系統(tǒng)、汽動主給水栗系統(tǒng)、主給水栗汽機(jī)疏水回收系統(tǒng)、給 水流量控制系統(tǒng)、汽輪機(jī)蒸汽和疏水系統(tǒng)等部位pH值偏低，極易導(dǎo)致這些部位發(fā)生流動加 速腐蝕（FAC)。發(fā)生在日本美濱核電廠和美國薩利核電廠的FAC事故曾導(dǎo)致大量人員傷亡 和巨額財產(chǎn)損失。不久前，國內(nèi)某核電機(jī)組運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)二回路疏水集管90度接頭處發(fā)生 泄漏，隨后的大修對該集管進(jìn)行測厚檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該疏水集管壁厚明顯減薄，最薄處僅為 3_，而該集管管段原規(guī)格為Φ219Χ9_。
[0003] 針對AVT水化學(xué)技術(shù)所帶來的FAC問題，日本三菱公司提出了高pH值全揮發(fā)水處 理技術(shù)（High-AVT)，由日本三菱公司設(shè)計的我國三門核電和海陽核電（AP1000機(jī)組）擬選 用該技術(shù)方案。該技術(shù)方案的本質(zhì)是：在不改變堿化劑種類及其汽液分布特性的前提下，提 高二回路給水中氨的總含量，從而提高二回路疏水系統(tǒng)、汽液兩相流系統(tǒng)等部位中氨的絕 對濃度和pH值，達(dá)到防止FAC的目的。但有報道指出該技術(shù)方案不適用于有含銅設(shè)備的二 回路系統(tǒng)，且會大大縮短二回路凝結(jié)水精處理混床運(yùn)行周期，增加混床再生次數(shù)和酸堿耗 量，增加運(yùn)行人員工作負(fù)擔(dān)。
[0004] 為防止FAC問題，美國、法國則提出了采用有機(jī)胺（如乙醇胺、嗎啉）替代氨作為 二回路堿化劑的技術(shù)方案，我國自主研發(fā)的CAP1400擬采用乙醇胺水化學(xué)控制技術(shù)。該技 術(shù)方案的本質(zhì)是：有機(jī)胺的汽液分配因子較低，高溫時大多數(shù)有機(jī)胺存在于液相中，從而 可以有效提高二回路疏水系統(tǒng)、汽液兩相流系統(tǒng)中有機(jī)胺的絕對濃度和pH值，并達(dá)到防止 FAC的目的。國內(nèi)外核電站實際運(yùn)行結(jié)果表明：有機(jī)胺水化學(xué)技術(shù)可有效減緩二回路疏水 系統(tǒng)和汽液兩相流系統(tǒng)等部位的流動加速腐蝕，減低疏水系統(tǒng)（如汽水分離再熱器疏水） 中的鐵離子濃度，進(jìn)而減少鐵離子向蒸汽發(fā)生器中的迀移及其氧化物的沉積。然而，單一有 機(jī)胺水化學(xué)技術(shù)仍存在以下弊端：
[0005] 1)要維持給水相同的pH值，有機(jī)胺的加入量（質(zhì)量濃度）須大幅高于氨，而乙醇 胺的價格卻是氨的七至十倍（嗎啉為2. 3美元/千克，乙醇胺為1. 5美元/千克，濃氨水約 為0. 2美元/千克），因此核電廠運(yùn)行費(fèi)用較高。從表1可以看出，秦山一期二回路水化學(xué) 工況由氨+聯(lián)胺（AVT)轉(zhuǎn)為乙醇胺（ETA) +聯(lián)胺后，二回路的水化學(xué)運(yùn)行成本仍上浮動了 24% ；
[0006] 表1秦山一期二回路水化學(xué)工況轉(zhuǎn)換前后每月運(yùn)行費(fèi)用對比（萬元）
[0007]
[0008] 2)有機(jī)胺（如乙醇胺）會不可避免地產(chǎn)生熱分解產(chǎn)物（有機(jī)酸），不僅導(dǎo)致凝結(jié) 水精處理系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)的氫電導(dǎo)率升高，干擾凝汽器泄漏的在線監(jiān)督和蒸汽 發(fā)生器的排污；而有機(jī)酸存在還會使得精處理混床的再生效率從氨水處理的100%下降到 乙醇胺處理的80%，因此在蒸汽發(fā)生器排污除鹽及凝結(jié)水精處理裝置設(shè)計時需要考慮此影 響。
[0009] 3)由于有機(jī)胺（如乙醇胺）的汽液分配系數(shù)較低，絕大部分仍留存在液相當(dāng)中，這 勢必會加重蒸汽發(fā)生器（SG)排污系統(tǒng)樹脂床的運(yùn)行負(fù)擔(dān)；還可能導(dǎo)致二回路系統(tǒng)局部pH 值偏低（如凝結(jié)水系統(tǒng)），進(jìn)而使得凝結(jié)水中鐵離子含量偏高；
[0010] 4)采用單一有機(jī)胺還存在污染環(huán)境方面的問題，據(jù)報道，采用有機(jī)胺的核電廠其 排放的廢水中化學(xué)需氧量和再生廢物中氮含量較高，且某些有機(jī)胺不僅比較穩(wěn)定，還具有 一定的生物學(xué)毒性，通過普通的廢水處理系統(tǒng)很難將它分離和除去，大大增加了三廢處理 成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明針對現(xiàn)役核電站二回路使用單一無機(jī)氨或有機(jī)胺存在的技術(shù)弊端，提供了 一種新型復(fù)合堿化劑，該復(fù)合堿化劑將兩種或者多種汽液分配因子不同合理配合，從而避 免或減少使用單一無機(jī)氨或有機(jī)胺的而帶來的環(huán)境污染、加重混床運(yùn)行負(fù)擔(dān)、運(yùn)行成本高、 pH過低帶來的凝結(jié)水中的鐵離子含量偏高等問題。
[0012] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0013] -種新型復(fù)合堿化劑，復(fù)合堿化劑由雙組分或多組分揮發(fā)性堿性物質(zhì)配制而成， 且至少含有一種150-30CTC時汽液分配因子大于1的堿性A類物質(zhì)和一種150-30CTC時汽 液分配因子小于1的堿性B類物質(zhì)，并且復(fù)合堿化劑滿足：150-300°C下條件下發(fā)生第一次 汽液分配時，汽相堿總摩爾濃度與液相堿總摩爾濃度的比值K為1. 0~1. 5,150-300°C下 條件下發(fā)生第二次汽液分配時，汽相堿總摩爾濃度與液相堿總摩爾濃度的比值K為0. 5~ 1. 0，
[0014]
[0015] 其中：eg是指復(fù)合堿化劑中a、B、C組分在汽相中的摩爾濃度μmol/ Y 、： L，而CLC!s 是指復(fù)合堿化劑中A、B、C組分在液相中的摩爾濃度μ mol/L。 Λ \
[0016] 堿性Α類物質(zhì)可以為氨、3-甲氧基丙基胺（ΜΡΑ)、二甲胺（DMA)、吡咯烷（PYRR)或 嗎啉（MPH)。
[0017]堿性B類物質(zhì)主要包括：2_氨基-2-甲基丙醇二酸胺（AMP)、乙醇胺（ETA)、5_氨 基戊醇（5AP)或4-氨基丁醇（4AB)。
[0018] 150-300°C下條件下發(fā)生第一次汽液分配時，汽相堿總摩爾濃度與液相堿總摩爾 濃度的比值K為1.2。
[0019] 這可以使得更多的堿化劑分配到主蒸汽中，并帶來如下好處：在保證蒸汽發(fā)生器 排污水pH的同時，降低堿化劑總用量；降低蒸汽發(fā)生器排污水混床負(fù)擔(dān)；為二回路后續(xù)系 統(tǒng)（如疏水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)）的pH控制提供足夠的堿化劑。
[0020] 150-300°C下條件下發(fā)生第二次汽液分配時，汽相堿總摩爾濃度與液相堿總摩爾 濃