7 сентября 2010

Новый водно-химический режим для блоков-тысячников АЭС Козлодуй

В июне в Болгарии прошёл международный атомный форум под эгидой "Булатом". На конференции отдел "ХРХ" болгарской АЭС "Козлодуй" представил доклад "ВХР второго контура АЭС с ВВЭР-1000 после замены медьсодержащих сплавов".

Медь второго контура и парогенераторы

Процессы деградации и целостность оборудования зависят от вида и обработки конструкционных материалов, среды, в которой работает оборудование, и технологических параметров эксплуатации - работа на стационарном режиме мощности, в переходных режимах или в стояночных режимах, напоминают авторы доклада.

Состояние парогенераторов блоков-тысячников АЭС "Козлодуй" характеризовалось на конец 2009 года следующим образом. Наработка ПГ блока №5 составила 150 254 часов при общем количестве заглушенных трубок 87 штук. Для блока №6 аналогичные показатели равнялись 136 615 часам и 13 штукам.

Основная проблема ресурса ПГ АЭС с ВВЭР-1000, связанная с водно-химическим режимом, касается возникновения язвенной коррозии в результате воздействия концентрированных растворов, которые образуются вследствие глубокого испарения котловой воды под отложениями или в застойных зонах.

Основной фактор, позволяющий контролировать этот процесс - это рН(t) в области повышенной концентрации солей.

Ещё одна ресурсная проблема парогенераторов заключается в накоплении шлама и, соответственно, в подшламовой коррозии. В этом случае основным фактором является скорость коррозии-эрозии и переноса продуктов коррозии.

Известно, что под принципиальным решением, позволяющим резко улучшить состояние парогенераторов на АЭС с ВВЭР, можно понимать отказ от использования во втором контуре медьсодержащих сплавов. При отказе от меди возможно достигнуть следующего:

  • минимизировать скорость коррозии оборудования по тракту второго контура;
  • минимизировать массоперенос продуктов коррозии и количество отложения в ПГ;
  • сократить поступление коррозионно-агрессивных ионов (Cl-, SO42-, Na+ и др.) в объём ПГ;
  • сократить потери от снижения объёмов генерации на энергоблоке, вызванные поиском и устранением протечек охлаждающей воды по тракту второго контура.

ВХР для блоков-тысячников АЭС "Козлодуй"

На АЭС "Козлодуй" была проведена большая работа по внедрению нового водно-химического режима во втором контуре блоков-тысячников.

При оптимизации ВХР были поставлены следующие две цели.

Во-первых, требовалось повысить pH25 котловой воды до значения, обеспечивающего рН при рабочей температуре (рНt) в пределах 6,2-6,7 или по возможности близких к данному диапазону значений.

Во-вторых, при временном поддержании водно-аммиачного режима ВА-ВХР после полной замены медьсодержащих сплавов должны обеспечиваться следующие значения основных параметров:

  • содержание аммиака в питательной воде для ПГ - 1000-3000 мкг/кг;
  • pH25 ПВ для ПГ - 9,40-9,70 единиц;
  • pH25 котловой воды - 8,8 единиц;
  • рHt (рН 280) котловой воды - 5,65-5,70 единиц.

В новом ВХР необходимо обеспечивать дополнительное подщелачивание котловой воды в объёме парогенераторов. Ставилась задача проверить возможности использования для этих целей аммиака совместно с моноэтаноламином.

Рассматривавшиеся варианты водно-химического режима описаны в таблице ниже по тексту.

Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра таблицы.

По итогам анализа, для вторых контуров козлодуйских блоков был выбран комбинированный аммиак-этаноламиновый водно-химический режим АМЕТА-ВХР.

В таком режиме качество питательной воды для парогенераторов описывается следующими данными:

  • pH (25°C) = 9,70-9,95 единиц;
  • NH3 = 3000-5000 мкг/кг;
  • ETA = 300-500 мг/кг;
  • содержание железа - менее 1 мкг/кг;
  • содержание железа в сепарате из сепаратора-пароперегревателя - менее 1 мкг/кг.

В продувочной воде из парогенератора значение pH (25°C) составляет не менее 9,4 единиц.

Ожидаемые результаты от внедрения АМЕТА-ВХР таковы:

  • увеличение pH25 питательной воды ПГ до 9,85-9,95 единиц;
  • увеличение pH25 продувочной воды Ду-80 ("солевой" отсек ПГ) до значения не менее 9,3 единиц;
  • увеличение рН(t) продувочной воды Ду-80 ("солевой" отсек ПГ) примерно до значения 6,0 единиц;
  • дальнейшее снижение переноса продуктов коррозии в объёме парогенератора.

Все вышеперечисленные результаты означают повышение ресурса парогенераторов и технологического оборудования по тракту второго контура.

Полученные результаты при внедрении режима АМЕТА-ВХР

Полученные при внедрении режима АМЕТА-ВХР результаты представлены на графиках ниже по тексту.

Высокотемпературный pH продувочной воды в солевом отсеке ПГ блока №5.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра таблицы.

pH питательной воды ПГ блока №5, содержание железа в ПВ и сепарате СПП блока №5.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра таблицы.

Высокотемпературный pH продувочной воды в солевом отсеке ПГ блока №6.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра таблицы.

pH питательной воды ПГ блока №6, содержание железа в ПВ и сепарате СПП блока №6.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра таблицы.

Заключение

Переход на новый водно-химический режим обеспечил для вторых контуров блоков №№5-6 АЭС "Козлодуй" рН(t) в парогенераторах порядка 6,0 единиц.

Было обеспечено равномерное распределение рН(t) во всём объёме парогенераторов, что создало благоприятные условия для защиты коллекторов и тепловыделяющих поверхностей (ТВП).

Новый режим позволил снизить интенсивность процесса эрозионно-коррозионного износа технологического оборудования по тракту второго контура.

Объём поступающих в парогенераторы продуктов коррозии был сокращён, что, в свою очередь, позволило уменьшить количество шлама и подшламовую коррозию парогенераторов.

Новый режим не привёл к резкому сокращению продолжительности фильтро-циклов на СВО-5 и увеличению периодичности регенерации.

Общий итог от внедрения АМЕТА-ВХР - увеличение ресурсов основного технологического оборудования второго контура и ПГ, повышение надёжности эксплуатации АЭС с реакторами ВВЭР-1000.