Материалом для второго контура АЭС с реактором ВВЭР являются углеродистая сталь и латунь (трубные пучки подогревателей низкого давления (ПНД) и конденсаторов турбин). Только трубные пучки парогенераторов, в равной степени принадлежащих как первому, так и второму контурам, выполняются из нержавеющей стали.
Основными загрязнениями питательной воды являются соли жесткости, кремниевая кислота и хлориды, поступающие с подпиточной водой и присосами охлаждающей воды в конденсаторе турбин, а также кислород, поступающий за счет присосов воздуха в вакуумную систему турбин, и продукты коррозии.
Хлориды и кремниевая кислота нормируются, и принимаются меры к снижению их содержания не только в питательной, но и в продувочной воде парогенераторов во избежание хлоридного растрескивания трубных пучков и заноса проточной части турбин, вызванных отложением продуктов коррозии и окиси кремния, причем последняя играет «цементирующую» роль, образуя прочную стекловидную массу.
На АЭС первого поколения с реакторами ВВЭР очистка турбинного конденсата нс предусматривалась. Примеси, поступающие за счет присосов охлаждающей воды, и продукты коррозии выводились из парогенераторов с продувочной водой (см. § 13.1).
Расход продувочной воды парогенераторов зависит от солесодержания охлаждающей воды и режима присосов. Для морской воды и засоленных пресных вод, например для рек юга европейской части СССР, даже при небольших присосах (менее 0,01%) величина продувки должна быть 4— 6%.
Для того чтобы снизить расход продувочной воды до 0,5 % расхода питательной воды, необходима очистка конденсата, в противном случае будет происходить отложение солей жесткости на трубных пучках парогенераторов. Расход продувочной воды будет тем меньше, чем глубже очистка конденсата.
На вторых контурах АЭС с ВВЭР в нашей стране и за рубежом принят в основном аммиачно-гидразинный водный режим. Нейтральный водный режим из-за отсутствия конденсатоочистки и невозможности обеспечения высокой чистоты питательной воды является нерациональным, так как наблюдаются значительный вынос продуктов коррозии и загрязнение питательной воды окислами железа и меди.
Продувочная вода парогенераторов очищается на ионитных фильтрах. Вода забирается с нижней образующей корпуса парогенератора с целью удаления осевших там продуктов коррозии.
Аммиачно-гидразинный и нейтральный водный режим не предотвращают полностью образования отложений на поверхности теплообмена парогенераторов. При 100%-ной очистке конденсата из него удаляются в основном примеси, поступающие с присосами охлаждающей воды. Основная же часть продуктов коррозии образуется после конденсатоочистки, что вызывает поступление их в парогенераторы и образование железоокисных и медистых отложений на трубном пучке.
Образование отложений вызывает необходимость периодических химических промывок парогенераторов, поэтому существующие водные режимы нельзя считать оптимальными по своим эксплуатационным показателям.
Находящийся в стадии внедрения способ обработки питательной воды парогенераторов комплексонами обеспечивает перевод катионов железа, меди, цинка, кальция и магния в хорошо растворимые комплексы и позволяет удалить их из парогенераторов с продувочной водой без образования отложений на поверхности нагрева.
На АЭС для комплексонной обработки питательной воды используются ЭДТК и ее соли, в частности трилон Б. Во избежание повышения содержания хлоридов в продувочной воде парогенераторов необходимо применять реагенты, содержащие не более 1 % хлор-иона (по массе).
Термическое разложение комплексонов и комплексонатов в парогенераторах АЭС с ВВЭР не снижает эффективности комплексонной обработки.
Комплексонный водный режим может проводиться как при непрерывной дозировке реагентов для предотвращения образования отложений, так и при периодической дозировке для удаления «на ходу» ранее образовавшихся отложений. Этот режим рассмотрен в § 4.3.
Концентрация комплексонов в питательной воде (мкг/л) при непрерывной дозировке реагентов определяется по следующему соотношению (35):
(5.15) где Сж — жесткость питательной воды; СFe, CCu, CZn — соответственно концентрация железа, меди и цинка в питательной воде, мкг/л.
В продувочной воде при pH=10,2-10,5 комплексонат железа разлагается с образованием осадка гидроокиси железа. Поэтому при достижении рН=10,2 дозировка комплексона должна быть прекращена до устранения причин, вызвавших возрастание pH (например, из-за повышения присосов).
Величина продувки парогенераторов при комплексонном водном режиме остается на прежнем уровне. Присутствие комплексонов и комплексонатов в продувочной воде не препятствует эффективной очистке воды на ионообменных фильтрах. Некоторое снижение фильтро-цикла связано с повышением концентрации примесей в продувочной воде. Обменная емкость ионитов остается на обычном уровне.
При комплексонном водном режиме комплексонаты металлов поступают на установку очистки продувочной воды парогенераторов в виде отрицательно заряженных ионов и сорбируются анионитом. Поэтому первым, как правило, истощается анионитный фильтр.
Регенерация анионита проводится щелочью. Возможна также регенерация в два этапа: вначале кислотой, затем щелочью. Второй вариант предпочтительнее, так как позволяет более полно провести регенерацию анионита, но связан с повышенным расходом реагентов.
Таблица 5.2. Нормы качества питательной и продувочной воды парогенераторов АЭС с реакторами ВВЭР
Нормы качества питательной и продувочной воды парогенераторов АЭС с ВВЭР, принятые в нашей стране и за рубежом, приведены в табл. 5.2. На АЭС с ВВЭР второго поколения проектируется очистка всего потока конденсата турбин на ионообменных фильтрах.
