《核電廠凝結(jié)水精處理設(shè)備技術(shù)條件》編輯說明

中電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)化項目

項目編號：能源2011H052

報告編號：

核電廠凝結(jié)水精處理設(shè)備技術(shù)條件

標(biāo)準(zhǔn)編制說明

（征求意見稿）

西安熱工研究院有限公司

中廣核工程有限公司

二○一二年十二月

目錄

1.工作簡要過程.......................................................1

1.1任務(wù)來源...........................................................1

1.2目的意義...........................................................1

1.3制訂基本程序.......................................................1

1.4標(biāo)準(zhǔn)制訂單位和制訂時間.............................................2

2標(biāo)準(zhǔn)編制說明.........................................................2

2.1范圍...............................................................2

2.2規(guī)范性引用文件.....................................................2

2.3術(shù)語和定義.........................................................2

2.4基本要求...........................................................2

2.5陽、混床單元.......................................................4

2.6后置過濾單元.......................................................7

2.7體外再生單元.......................................................7

2.8輔助單元...........................................................7

2.9設(shè)備清潔及防腐要求.................................................7

2.10驗收規(guī)則..........................................................8

2.11標(biāo)志、包裝、運輸、貯存............................................8

3與現(xiàn)行法令、法規(guī)、國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系.....................................8

4.貫徹本標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議...........................................8

5附件.................................................................8

TPRI西安熱工研究院有限公司技術(shù)報告

1.工作簡要過程

1.1任務(wù)來源

本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)2011年2月15日國家能源局（國能科技【2011】48號）《國家能源

局關(guān)于核電標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》《壓水堆核電廠常規(guī)島及BOP標(biāo)準(zhǔn)體系項目表》

部分（項目編號：能源2011H052，體系表中編號：85）和2011年2月28日中國電力企

業(yè)聯(lián)合會（標(biāo)準(zhǔn)【2011】3號）《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國家能源局核電標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》

的安排制定的。

1.2目的意義

近年來，隨著我國核電事業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)建設(shè)了一批壓水堆核電機組，并擬建

設(shè)山東石島灣高溫氣冷堆發(fā)電機組。由于核電站對于生產(chǎn)設(shè)備的安全運行要求高，

以及蒸汽發(fā)生器材質(zhì)非常昂貴，因此核電廠對二回路中的水汽品質(zhì)提出了很高的要

求。核電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的功能是去除凝結(jié)水中的懸浮雜質(zhì)和離子性雜質(zhì)，保

證二回路水質(zhì)達(dá)到要求及WANO化學(xué)指標(biāo)要求，從而達(dá)到減少熱力系統(tǒng)設(shè)備腐蝕和

結(jié)垢，延長設(shè)備使用壽命的目的，在機組啟動時可以大大減少系統(tǒng)沖洗時間，使機

組盡快投入運行并節(jié)約除鹽水用量；在凝汽器發(fā)生一定范圍的海水泄漏時，阻止海

水中的雜質(zhì)進(jìn)入常規(guī)島的熱力系統(tǒng)，并給運行人員有較充裕的時間采取相應(yīng)的措施。

凝結(jié)水精處理設(shè)備是保障二回路水汽質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)計、選材、加工的

好壞將直接影響精處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)和投運率，但我國對核電廠凝結(jié)水精處理設(shè)

備并未制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這給設(shè)計、加工和使用的單位帶來了許多不便，為此，

需要制訂核電站凝結(jié)水精處理設(shè)備技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)以有效地指導(dǎo)凝結(jié)水精處理設(shè)備的

生產(chǎn)和實際應(yīng)用。

1.3制訂基本程序

本次制訂工作是按照《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》、《標(biāo)準(zhǔn)化工作指南》、《標(biāo)準(zhǔn)編寫

規(guī)則》等國家標(biāo)準(zhǔn)的最新版本的規(guī)定進(jìn)行的。按國能科技[2011]48號文項目編號：

能源2011H052號的安排，本次制訂精處理設(shè)備技術(shù)條件是針對核電站的凝結(jié)水精處

1

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理系統(tǒng)用設(shè)備，在制訂過程中，廣泛查閱了相關(guān)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)等資料，收集了國內(nèi)

的核電廠對精處理設(shè)備的技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上提出此NB/Txxx-xxxx《核電廠凝結(jié)

水精處理設(shè)備技術(shù)》能源標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿。

1.4標(biāo)準(zhǔn)制訂單位和制訂時間

根據(jù)國家能源局的安排，成立了由西安熱工研究院有限公司和中廣核工程有限

公司牽頭負(fù)責(zé)，河南電力勘測設(shè)計院、廣東省電力設(shè)計研究院和華能石島灣核電有

限公司共同參加的制訂工作小組，共同完成本項標(biāo)準(zhǔn)的制訂任務(wù)。由于本次制訂的

精處理設(shè)備技術(shù)條件是針對核電常規(guī)島的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，制訂小組首先通過調(diào)

研和分析找出核電站常規(guī)島凝結(jié)水精處理系統(tǒng)與火力發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的相

同點和不同點，根據(jù)二者的差異制定出科學(xué)合理的技術(shù)要求。對于現(xiàn)有的常規(guī)水處

理設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠用于核電廠精處理設(shè)備的盡量采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。對于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)

不能覆蓋的技術(shù)條件，根據(jù)調(diào)研結(jié)果通過專家論證制訂出新的技術(shù)規(guī)范。

2標(biāo)準(zhǔn)編制說明

2.1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍主要針對壓水堆核電廠常規(guī)島凝結(jié)水精處理設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了

精處理設(shè)備的設(shè)計、制造加工和貯存等方面的技術(shù)要求，火電廠和高溫氣冷堆核電

廠的精處理設(shè)備可參考執(zhí)行。

2.2規(guī)范性引用文件

列舉了本標(biāo)準(zhǔn)引用的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3術(shù)語和定義

本節(jié)列出了凝結(jié)水精處理設(shè)備技術(shù)條件中涉及的術(shù)語和定義，同時按照GB/T1.1

的規(guī)定編寫。

2.4基本要求

2.4.1關(guān)于設(shè)計、選材和加工的基本要求

2

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本節(jié)規(guī)定了核電廠凝結(jié)水精處理設(shè)備應(yīng)遵循的基本規(guī)則，包括設(shè)備的設(shè)計、選

材和加工制造技術(shù)條件，由于JB/T2932是我國目前普遍采用的水處理設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，

所以本節(jié)規(guī)定了精處理系統(tǒng)中容器類設(shè)備的設(shè)計按JB/T2932-1999第5章執(zhí)行，加工

材料符合JB/T2932-1999第6章的規(guī)定，制造加工按JB/T2932-1999第7章的規(guī)定進(jìn)行。

2.4.2對凝結(jié)水進(jìn)行全流量處理的必要性

①在核電廠生產(chǎn)過程中存在各種雜質(zhì)對凝結(jié)水污染的可能性，這些污染雜質(zhì)包

括凝汽器泄漏漏入的冷卻水中的懸浮物和鹽類，熱力系統(tǒng)中產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物，補給

水帶入的鹽類，蒸汽中溶解的鹽類，從凝汽器和管道的真空系統(tǒng)漏入的氧氣和二氧

化碳，以及給水處理藥品所帶入的雜質(zhì)等。這些雜質(zhì)在進(jìn)入給水泵前應(yīng)降低到最小

值。

②根據(jù)離子交換的平衡原理，在氫型混床運行工況下，進(jìn)水的雜質(zhì)含量越少，

出水的純度會更高，換言之，即使進(jìn)水中的含鈉量已經(jīng)達(dá)到0.1μg/L，其出水的含鈉

量也會進(jìn)一步降低。這是因為進(jìn)水中的雜質(zhì)減少，經(jīng)過離子交換反應(yīng)后的反離子作

用也小，只要樹脂的再生度能夠達(dá)到要求，離子交換平衡常數(shù)決定了出水水質(zhì)優(yōu)于

進(jìn)水。雖然進(jìn)、出水的數(shù)據(jù)相差很小（只有0.0Xμg/L），但是，它所降低的百分?jǐn)?shù)

卻不小。因此，能夠成比例地改善熱力系統(tǒng)中的水質(zhì)，從而相應(yīng)延長蒸發(fā)器和其他

熱力設(shè)備的壽命，提高運行的安全和經(jīng)濟(jì)性。所以，即使凝汽器不泄露，也應(yīng)對凝

結(jié)水進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高給水質(zhì)量。

③在出現(xiàn)凝汽器不同程度的泄漏，以及新的和經(jīng)過檢修后的機組啟動過程中，

凝結(jié)水水質(zhì)將不同程度的惡化，此時，水質(zhì)惡化的程度越高，凝結(jié)水處理設(shè)備對熱

力設(shè)備安全性的保障作用就會更突出地顯示出來。雖然在凝結(jié)水水質(zhì)嚴(yán)重惡化的情

況下機組不能長期運行，但至少能夠起到按正常程序停機，使熱力設(shè)備免于遭受損

害的重要作用。

綜上所述，我們認(rèn)為對凝結(jié)水進(jìn)行全流量處理是很必要的。

2.4.3對凝結(jié)水除鹽設(shè)備設(shè)置體外再生設(shè)備的必要性

從安全考慮，如進(jìn)行體內(nèi)再生存在再生液進(jìn)入熱力系統(tǒng)的可能，這會對熱力設(shè)

備的安全運行構(gòu)成潛在威脅。另外，設(shè)置體外再生設(shè)備，可以為前置陽床和混床備

用1份再生好的備用樹脂，當(dāng)一臺運行的前置陽床或混床設(shè)備失效后，將失效樹脂輸

3

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送到體外再生系統(tǒng)內(nèi)，并將再生好的備用樹脂輸送到前置陽床或混床內(nèi)，這比在失

效的離子交換器內(nèi)直接再生達(dá)到投運條件的時間大大縮短，可為凝汽器泄露較嚴(yán)重

時進(jìn)行凝結(jié)水的全流量處理創(chuàng)造有利條件。另外也為運行設(shè)備和再生設(shè)備最大限度

發(fā)揮各自的使用功能提供保障。

2.4.4凝結(jié)水處理設(shè)備進(jìn)水的水質(zhì)要求

進(jìn)入凝結(jié)水處理設(shè)備的水質(zhì)比較復(fù)雜。因為熱力設(shè)備在啟動階段與正常運行階

段，凝結(jié)水的水質(zhì)（腐蝕產(chǎn)物和溶解鹽類含量）相差很多倍。過早地回收水質(zhì)很差

的凝結(jié)水，將對凝結(jié)水處理設(shè)備造成污染；反之，將進(jìn)入凝結(jié)水處理設(shè)備的水質(zhì)控

制過于嚴(yán)格，則會影響機組的啟動時間。在新機組啟動和大、小修后啟動的過程中，

經(jīng)常由于凝結(jié)水的水質(zhì)不合格，延長沖洗時間，對機組也是不利的。為保持與現(xiàn)有

標(biāo)準(zhǔn)一致，因此規(guī)定了4.5條款的內(nèi)容。

2.5陽、混床單元

2.5.1陽、混床系統(tǒng)工藝特點

在氫型混床前面設(shè)置前置氫離子交換器的系統(tǒng)，在火電廠凝結(jié)水精處理中應(yīng)用

最早，并取得了良好的除鹽和運行經(jīng)濟(jì)效果，由于這種系統(tǒng)具有良好的安全性，在

核電廠的凝結(jié)水精處理中被廣泛應(yīng)用。

前置氫離子交換器是在混床前面設(shè)置的前置處理設(shè)備。凝結(jié)水先經(jīng)過前置氫離

子交換器去除凝結(jié)水中的全部氨和部分腐蝕產(chǎn)物后，其出水進(jìn)入混床。由于前置氫

離子交換器去掉了凝結(jié)水中的氨，使水的pH值接近中性，改善了混床的出水水質(zhì)、

提高了除鹽效率、延長了運行周期，使運行經(jīng)濟(jì)性明顯提高。因此前置氫離子交換

器系統(tǒng)特別適用于對水質(zhì)要求高、處理水量大的核電站二回路的凝結(jié)水處理使用。

對前置氫離子交換器＋混床的機理總結(jié)如下

①在凝結(jié)水進(jìn)入混床前，前置氫離子交換器中的氫型樹脂與凝結(jié)水中的氨發(fā)生

如下的化學(xué)反應(yīng)：

NH4OH＋HR===NH4R＋H2O(1)

上述反應(yīng)為酸堿中和反應(yīng)，反應(yīng)速度快，樹脂的失效度高，因此陽樹脂具有很

高的交換容量，同時，由于凝結(jié)水中含鹽量低，反應(yīng)所產(chǎn)生的反離子含量很低，使

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反應(yīng)進(jìn)行徹底，從而獲得良好的出水水質(zhì)。

由于凝結(jié)水中的氨被前置氫離子交換器所交換，降低了混床進(jìn)水的pH值，在同

樣的樹脂再生度情況下，明顯地提高了混床的出水水質(zhì)和除鹽效果；

②由于前置氫離子交換器先吸收了凝結(jié)水中的氨，大大提高了混床的周期制水

量，延長了混床的運行周期，減少了再生次數(shù)，從而節(jié)省了大量的再生劑、自用水

量和勞動力的消耗，明顯地提高了凝結(jié)水處理設(shè)備運行的經(jīng)濟(jì)性；

③降低了混床內(nèi)陽、陰樹脂混合不好（樹脂層上部陰樹脂多于陽樹脂；下部陽

樹脂多于陰樹脂）所造成的影響，充分利用了混床內(nèi)樹脂（特別是陰樹脂）的交換

容量，改善了除鹽效果；

④前置氫離子交換器失效后，可單獨再生，不需要同時再生混床，簡化了再生

操作和費用，同時也減少了對環(huán)境的污染；

⑤凝結(jié)水經(jīng)過前置氫離子交換器和混床的兩次過濾，在機組正常運行情況下，

可以將腐蝕產(chǎn)物的去除率提高到75％以上，滿足了核電廠蒸發(fā)器對給水中鐵含量小

于1μg/L的要求。

2.5.2陽、混床單元主要設(shè)備的功能介紹

2.5.2.1前置陽床的功能：

a)接收來自主凝結(jié)水泵的凝結(jié)水。

b)去除凝結(jié)水中溶解性陽離子雜質(zhì)。

c)去除凝結(jié)水中顆粒性雜質(zhì)。

2.5.2.2混床的功能：

a)接收陽床處理后的凝結(jié)水。

b)去除凝結(jié)水中陽床漏出的溶解性陽離子雜質(zhì)。

c)去除凝結(jié)水中的溶解性陰離子雜質(zhì)。

d)去除凝結(jié)水中透過陽床的顆粒性雜質(zhì)。

e)在陽床事故工況通過開啟陽床旁路閥，可接收來自主凝結(jié)水泵的凝結(jié)水。

2.5.2.3升壓泵的功能：

a)接收混床處理后的凝結(jié)水并將凝結(jié)水送回主凝結(jié)水系統(tǒng)。

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b)將凝結(jié)水精處理系統(tǒng)出水壓力提升到恰好略高于凝結(jié)水精處理系統(tǒng)入口的水平。

c)提供略高于凝結(jié)水流量的出力（5%-10%）以形成至凝結(jié)水精處理系統(tǒng)入口的再

循環(huán)，達(dá)到所有凝結(jié)水均通過凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的目的。

2.5.2.4再循環(huán)泵的功能：

再循環(huán)泵的功能是在陽床和混床投入運行前提供再循環(huán)沖洗。再循環(huán)泵吸取陽床或

混床出口的沖洗水將其送回到入口母管。對于陽床的再循環(huán)沖洗以設(shè)定時間作為終

點。在混床出口設(shè)有電導(dǎo)率在線檢測，當(dāng)檢測到混床沖洗出水的電導(dǎo)率合格時，即

陽離子導(dǎo)電度<0.1s/cm時，混床再循環(huán)沖洗結(jié)束，投入正常運行。

2.5.2.5樹脂捕捉器的功能：

a)去除凝結(jié)水經(jīng)過陽床和混床處理時所帶出的粒度大于0.15mm的破碎樹脂。

b)防止混床水帽損壞時，大量樹脂漏入凝結(jié)水中。

2.5.3陽、混床單元設(shè)備的技術(shù)要求

由于核電廠二回路凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的前置陽床、混床和樹脂捕捉器是在中壓

條件下運行，所以陽床、混床和樹脂捕捉器設(shè)備的焊接、制造、試驗、設(shè)計和標(biāo)記

均應(yīng)按照GB150的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

核電廠精處理設(shè)備的運行壓力和溫度等參數(shù)與常規(guī)火電廠的精處理設(shè)備相近，

所以本節(jié)中的中壓容器設(shè)備的技術(shù)條件主要采納了現(xiàn)有的水處理設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但

由于蒸發(fā)器對水質(zhì)要求十分嚴(yán)格，所以常規(guī)火廠給水不要求控制的指標(biāo)，在核電廠

中是必須監(jiān)測控制指標(biāo)，如要求精處理出水的硫酸根含量必須小于0.18μg/L。研究

發(fā)現(xiàn)，有時精處理系統(tǒng)出水硫酸根含量達(dá)標(biāo)，但蒸發(fā)器水中的硫酸根含量卻超標(biāo)，

研究發(fā)現(xiàn)是由于凝結(jié)水混床出水中帶有硫化合物引起的，無機硫化合物會直接導(dǎo)致

蒸發(fā)器硫酸根上升，有機硫化物在高溫下分解也會使蒸發(fā)器硫酸根上升，所以規(guī)定

了精處理系統(tǒng)中采用的陽樹脂的溶出物應(yīng)小于10μgTOC/mL，對于襯膠設(shè)備提出了硫

化后的橡膠可溶硫磺含量必須小于20μg/L。

升壓泵和再循環(huán)泵是陽、混床單元重要的轉(zhuǎn)動設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)對兩種泵的性能要求、

結(jié)構(gòu)要求和材質(zhì)要求進(jìn)行了規(guī)范，同時提出了容量選擇的原則。

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2.6后置過濾單元

壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器是核電站關(guān)鍵設(shè)備，蒸汽發(fā)生器內(nèi)的淤泥沉積是造成傳熱

管腐蝕的主要因素之一，減少凝結(jié)水中的懸浮物質(zhì)含量能夠減少蒸發(fā)器的淤泥沉積

量，相應(yīng)的提高了蒸汽發(fā)生器的使用壽命。在混床后設(shè)置精密過濾單元可有效的去

除混床出水中攜帶的細(xì)微顆粒物質(zhì)（碎樹脂、鐵腐蝕產(chǎn)物等），因此一些核電廠的精

處理系統(tǒng)設(shè)計了后置過濾單元。

本節(jié)對后置過濾器的設(shè)計、加工、配置和性能指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定。

2.7體外再生單元

體外再生單元是核電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)中的一個主要單元。這一單元主要包括