1.3. Характеристика качества контурных вод

Для поддержания заданного нормами качества питательной воды на современных ГРЭС и АЭС организуют очистку основной ее составляющей - турбинного конденсата. Поступление примесей в турбинный конденсат происходит различными путями: с добавочной водой, восполняющей потери в цикле воды и пара (1 - 3% паропроизводительности); с присосами охлаждающей воды через неплотности в конденсаторах; с вводом корректирующих водный режим добавок; за счет коррозии конструкционных материалов оборудования и трубопроводов. В находящуюся под вакуумом часть контура подсасывается воздух, в результате чего теплоноситель обогащается такими газами, как O₂, N₂, СО₂. Качественную и количественную оценку содержания типичных загрязнений в конденсате мощных энергоблоков можно произвести на основе сведений, обобщающих опыт эксплуатации паротурбинного оборудования.

При использовании современных схем подготовки добавочной воды методом обессоливания остаточное суммарное содержание всех ионов в обрабатываемой воде не превышает 0.1 - 0.5 мг/дм³, поэтому вклад ионизированных примесей добавочной воды в загрязнение турбинного конденсата минимален. Однако с добавочной обессоленной водой в циклы ТЭС и АЭС могут поступать коллоидные частицы, состоящие из соединений железа, алюминия, кремния и других элементов, в том числе в комплексе с органическими веществами. С обработанной добавочной водой в циклы поступают также растворенные кислород и азот.

На ГРЭС и АЭС присос охлаждающей воды в конденсаторах составляет 0.02 - 0.0004% количества пара, поступающего в конденсатор. Так как охлаждающая вода в большинстве случаев является природной водой, то с ее присосом в паровую часть конденсатора вносятся практически все примеси природных вод, исключая грубодисперсные частицы, которые не могут проникнуть через возникающие неплотности - микротрещины и щели в системе конденсатора. Присосы охлаждающей воды в конденсаторах являются главным источником поступления солей и кремнесодержащих соединений в циклы и превышают практически на порядок доставку примесей с добавочной водой.

Водный теплоноситель, контактируя с конструкционными материалами (различными сталями и сплавами на основе меди), обогащается продуктами коррозии - главным образом, оксидами железа и меди в коллоидной форме.

Количественное содержание загрязняющих примесей в турбинных конденсатах зависит не только от химического состава охлаждающей и добавочной вод, но и от ряда режимных факторов. Так, содержание продуктов коррозии железа в турбинном конденсате обычно составляет 10 - 20 мкг/дм³ в период эксплуатации энергоблоков со стабильной электрической нагрузкой, а в пусковой период повышается до 250 - 500 мкг/кг за счет интенсивного смыва ранее образовавшихся отложений. Аналогично в 3 - 10 раз увеличивается в пусковой период общее солесодержание (до 1 - 5 мг/дм³) и кремнесодержание (до 50 - 100 мкг/дм³) турбинного конденсата. Поэтому при выборе технологических схем и оборудования для очистки турбинных конденсатов необходимо учитывать, что загрязняющие примеси в них содержатся в различных формах по степени дисперсности (ионы, коллоиды, грубодисперсные примеси), а также в переменных концентрациях.

Из конденсатов, циркулирующих в цикле ТЭЦ, наиболее загрязненным является возвратный конденсат технологических (промышленных) потребителей пара. При большом различии аппаратов промышленного пароиспользования возникающие загрязнения, переходящие в конденсат, представлены широкой гаммой различных веществ: нефтепродуктов, химических веществ различных типов, минеральных примесей воды и др. Из-за присосов воздуха в вакуумной части технологической аппаратуры возвратный конденсат может загрязняться атмосферными газами. Большая протяженность конденсатопроводов, соединяющих ТЭС с промышленными предприятиями, и загрязненность конденсата коррозионно-агрессивными примесями, в частности O₂ и СO₂, приводят к интенсивной коррозии металла конденсатопроводов и соответствующему загрязнению конденсата продуктами коррозии железа. Таким образом, несмотря на относительно невысокое суммарное загрязнение возвратного производственного конденсата примесями (менее 10 мг/дм³), возможность его очистки и дальнейшего использования должна решаться в каждом конкретном случае на основе технико-экономического анализа.

При эксплуатации АЭС вода и пар, находящиеся в реакторном и парогенерирующем контурах, загрязняются примесями, поступающими: с добавочной водой, вводимой в контуры для восполнения потерь водного теплоносителя; с присосами охлаждающей воды в конденсаторах; с растворами, вводимыми в конденсатно-питательный тракт, реакторную воду и воду парогенераторов для корректирования их состава; в результате коррозии материалов оборудования и трубопроводов контуров АЭС с водным теплоносителем; при выходе продуктов деления ядерного топлива из-за негерметичности оболочек некоторых ТВЭЛов в реакторную воду.

Кроме того, водный теплоноситель загрязняется продуктами собственного радиолиза и газами.

В зависимости от типа АЭС суммарное загрязнение теплоносителя может быть различным. Наиболее трудно предотвратить загрязнение вод продуктами коррозии, откладывающимися в реакторном контуре на поверхностях активной зоны. Впоследствии активированные продукты коррозии могут смываться, транспортироваться и вновь откладываться на внутренних поверхностях контура. При этом долгоживущими изотопами коррозионного происхождения создается радиационный фон, затрудняющий ремонт оборудования. Уменьшение концентрации продуктов коррозии достигают правильным выбором конструкционных материалов оборудования и трубопроводов в различных контурах АЭС; оптимальным водно-химическим режимом и глубокой очисткой воды контуров.