Millstone 电站在树脂操作和再生步骤上作了两项改进以优化凝结水精处理出水水质和运行周期两方面的性能:
• 再生后混合好的新鲜树脂在混床内再混合
• 延长阳树脂的再生时间
混床内的再混合步骤是当再生好的树脂从树脂贮存罐输送至混床后用压缩空气对树脂进行再混合。这可使阳树脂在设备内重新均匀地分布,因而大部分的阳树脂沉淀在设备的可用区域(设备上部)。
图1. 分离DOWEX™ MONOSPHERE™ 650C/550A

延长再生时间是一种简单的方法,它需要连续不断地再生直至95%或更多己醇胺从阳树脂上洗脱出来。这要求采用8%浓度的硫酸再120 分钟,即树脂按100%计时再生水平为40lb/ft3(640g/L)。
和其它修正步骤同时使用后,Millstone 在过去的几年里降低了污染离子钠的泄漏(跳过阴树脂的再生步骤,进行树脂-树脂再生)凝结水精处理设备的性能达到了期望值。
蒸汽发生器质量
Millstone2 号机的水质指标是最好的证明,详见图2。此图显示了蒸汽发生器中硫酸根自2000 年6 月开始18 个月来随凝结水温度变的趋势。
图2. Millstone2 号机蒸汽发生器硫酸根含量和凝结水温度的变化趋势。

在此期间,硫酸根含量维持在0.5 至1.0ppb 之间并且和凝结水温度相关。2001 年初夏,由于主凝汽器污染导致凝结水温度高于正常值,从而使硫酸根的含量有升高至1.5ppb 的趋势。但总体而言,蒸汽发生器的硫酸根离子含量一直处于严格的控制水平之下,从未发生过不明原因的泄漏。
氯离子和钠离子对蒸汽发生器的完整性同样重要。表2 对2 号机典型的测量水质做了一个对照。最令人惊奇的是,该蒸汽发生器的排污率仅为25gpm(5.7 m3/h)(浓度因素为465)。而2 号机有两台蒸汽发生器在运行,和排污率为100 gpm 22.7 m3/h)的正常情况相比,要节省超过1MW 的电力
表 2. Millstone 2 号机典型的出水水质
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化合物
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混床出水
(ppt)
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蒸汽发生器
(ppb)
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氯离子
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0.7
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0.4
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钠离子
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0.5
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0.3
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硫酸根
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0.8
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0.5-1.0
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化学品成本效率
凝结水精处理设备连续可靠地运行了11 天,每个混床处理水量为48 百万加仑。这相当于阳树脂大约85%的全部交换容量都得到了应用。当你了解到在1996 年对美国18 个压水堆核电站所作的调查表明阳树脂交换容量的利用率在45%至65%时,这个数值就值得关注了。
表3 罗列出了再生费用,这是基于全流量运行350 天,不包括废水排放和清洗用水的条件下得出的。再生剂为质量百分含量为93%的酸和50%的氢氧化钠溶液。
表 3. Millstone 2 号机DOWEX™ MONOSPHERE™ 树脂的再生费用要求
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参数
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DOWEX
MONOSPHERE
650C
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DOWEX MONOSPHERE
550A
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每个混床树脂的体积
,
ft3
m3
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80
2.3
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120
3.4
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再生水平
,
lb/ft3
g/L
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40
640
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43.5
695
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浓再生剂费用
, $/lb
$/kg
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0.052
0.114
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0.127
0.279
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每年再生次数
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24
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3
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每
106
加仑
凝结水的费用
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$1.0
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$0.93
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每
1000m3
凝结水的费用
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$3.8
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$3.5
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年花费
每周期
8
个周期
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$4,300
$34,350
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$4,000
$32,000
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结论
Dominion Engineering Millstone 核电站2 号机凝结水精处理在出水水质和运行效率方面得到了很大提高。DOWEX™ MONOSPHERE™ 650C 和550A凝胶树脂的使用(现运行已超过6 年)以及再生和树脂再混合步骤地修正使其二回路水化学CPI 值稳定地维持在1.00 的水平上,排污率从100 gpm(22.7m3/h)降至25 gpm (5.7 m3 /h)。降低排污率使平均发电量增加了1MW。3 号机自1995 年6 月开始使用DOWEX MONOSPHERE 凝胶树脂并对化学控制程序以及步骤修正后也获得了同样良好的效果
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