Основное преимущество намывных ионитных фильтров (ПИФ) помимо указанных в § 12.3 заключается в совместной очистке воды от взвешенных и растворенных веществ. Важна также возможность эксплуатировать НИФ при температуре фильтруемой воды до 150°C, что обусловлено однократным использованием порошкообразных ионитов и кратковременностью (до 1 мес) их службы.
К недостаткам НИФ следует отнести значительные затраты, связанные с заменой дорогостоящего фильтрующего порошка (используются иониты КУ-2-8чС и АВ-17-8чСв), а также их малые грязеемкость и солеемкость. К тому же при высокой температуре практически не удаляются из воды такие слабые анионы, как НСО3~ и HSiO3.
По удельной металлоемкости (масса металла конструкции, приходящаяся на единицу производительности) НИФ эквивалентен электромагнитному фильтру, но имеет в 2— 3 раза более короткий рабочий цикл и значительно уступает по допустимой рабочей температуре. По сравнению с ФСД НИФ имеет в 10 раз меньшую скорость фильтрования; удельное количество ионитов в НИФ в 50 раз меньше, чем в ФСД, а продолжительность работы ФСД между регенерациями в 50 раз больше, чем у НИФ. При значительном присосе охлаждающей воды в конденсаторы турбин (см. § 9.1) ФСД может обеспечить нормальное качество конденсата в течение нескольких десятков часов, что вполне достаточно для принятия мер по отысканию и устранению источника загрязнения, в то время как НИФ в подобных условиях истощится через 12—15 мин. К тому же ФСД, работающие при температуре до 50°C, удаляют из воды все ионы, включая и анионы слабых кислот, что дает возможность использовать их для обеспечения высокой чистоты питательной воды установки.
Таблица 13.3. Сравнение показателей НИФ с ЭМФ и СУФ
Показатель | НИФ | ЭМФ | СУФ |
Эффективность обезжелезивания, % | 80 | 90 | 60 |
Допустимая рабочая температура, °C | 150 | 350 | 50 |
Скорость фильтрования, см/с (м/ч) | 0,28 (10) | 28,0 (1000) | 2,8 (100) |
Грязеемкость, кг/м2 | 0,2 | 8 | 2 |
Рабочий цикл, ч | 500 | 200 | 1000 |
Относительная металлоемкость (кг/м3) | 0,0030 | 0,0027 | 0,0036 |
Удельная стоимость очищенной воды с | 2,5 | 0,8 | 1,0 |
учетом расхода фильтрующих материалов, коп/(м3-с) |
|
|
|
Эффективность обезжелезивания на НИФ значительно выше эффективности механических сульфоугольных фильтров (СУФ), но ниже ЭМФ (табл. 13.3). Однако при сочетании СУФ с ФСД в схемах обработки воды, например в конденсатоочистках, эффект обезжелезивания соизмерим с эффектом при использовании НИΦ.
Таким образом, ПИФ при очистке воды как от продуктов коррозии, так и от водорастворимых солей уступает по показателям работы другим аппаратам, используемым для обработки радиоактивных вод АЭС. Возможная область применения ПИФ— очистка горячего конденсата одновременно от окислов железа и водорастворимых солей.
Рис. 13.6. Принципиальная схема очистки основного конденсата с использованием намывных ионитных фильтров:
1 — подача основного конденсата в деаэраторы; 2 — намывные ионитные фильтры; 3 — фильтры смешанного действия; 4 — конденсаторы турбин; 5 — конденсатные насосы подъема; 6 — конденсатные насосы II подъема; 7—11 — подогреватели низкого давления
Для этих целей непригодны ни ЭМФ, так как они не улавливают соли, ни ФСД, которые нс могут работать при высокой температуре.
Рассматривается применение НИФ в схеме очистки основного конденсата одноконтурной АЭС при установке их между подогревателями низкого давления. На конденсатном тракте устанавливаются две конденсатоочистки: первая (КО-I), состоящая только из ФСД, располагается на холодном конденсате (рис. 13.6), вторая (КО-II ), оснащенная НИФ, — после ПНД № 3 при температуре основного конденсата до 110 °C. При пуске турбины, когда вследствие смыва продуктов коррозии (см. § 3.2) содержание железа в конденсате резко возрастает, в работе находится только КО-П; КО-1 включается после стабилизации режима и снижения содержания железа до 20—30 мкг/л. Таким образом, функции конденсатоочисток разделяются: КО-I очищает конденсат преимущественно от растворимых веществ, КО-II — от продуктов коррозии. Установка двух последовательных конденсатоочисток дает возможность отказаться от механических сульфо-угольных фильтров на КО-I, уменьшить количество ФСД за счет увеличения скорости фильтрования, снизить стоимость оборудования посредством изготовления трубных пучков первых трех ПНД из углеродистой стали.
Отработавший фильтрующий материал НИФ после выдержки с целью распада короткоживущих радиоактивных продуктов деления предполагается использовать в качестве фильтрующего порошка в ΗЦΦ установок спецводоочистки.
