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这是因为传统的凝胶型树脂,表面光洁,没有固定的成形孔道,如果有污染物质,很快表面就会吸附污染物质并极易残留这些污染物质,导致表面活性交换基团被堵塞,内部的交换基团也无法被利用到。
而传统型的大孔树脂虽然有固定的成形孔道,表面是凸凹不平的,其抗污染性能明显优于凝胶型树脂,但由于孔道大小不均匀,对于那些较大较深的孔道,污染物质一旦进入,也容易在孔道内残留,久而久之树脂的动力学交换性能也会变差。
而改进型产品F 树脂,主要改进了其孔道结构,孔道直径基本均匀,且孔道大小适中,这样在最大程度上增强了该树脂的抗污染性能。
图7 是以上三种阴树脂的表面模型。
现场应用情况
全球已有几十家电厂采用了凝胶型阳树脂配套大孔阴树脂的组合,特别是电力发展迅速的国家如韩国和日本超过50%的电厂采用了这种搭配,充分利用了其各自的有利优势,使凝结水精处理系统的运行水平达到一个新的台阶。目前在中国市场也开始逐步应用。
从2000 年开始,高交联度(DVB)含量阳树脂C 和抗污染性能优异的阴树脂F 也开始在核电站使用,目前在日本有12 家压水堆核电站的凝结水精处理系统在使用该凝胶型阳树脂和大孔型阴树脂的组合,韩国也有4 家正在使用,蒸汽发生器的化学性能都非常好,氢型运行时阳树脂工作交换典型值为1.6mmol/ml,阴树脂MTC 值通常大于2.0×10-4m/s。
实例一 日本的KANSAI 电厂,OHI 二号机组
反应器类型:PWR
蒸汽发生器:4 台
容量:1175MW
凝结水精处理流量:49~50T/H
阳树脂阴树脂比例:2:1
树脂类型:2000 年5 月开始使用C 和F 树脂运行曲线如下图8。
由上图可以看出,在该核电站凝结水出水中的杂质离子Na+,Cl-,SO42-的浓度基本上都很稳定地小于0.5μg/L,最大程度上保证了核电站的安全运行。
实例二 美国PSEG,HOPE CREEK 工厂:
反应器类型:BWR
机组容量:~1100MW
化学工况:纯水,微量O2 和H2O2,给水中的杂质在反应器中可能浓缩100 倍以上凝结水精处理系统:全流量处理,流程为膜过滤器加混床系统,混床树脂为H-OH 型,不需要化学药剂来再生树脂
更换树脂情况:2002 年将阳树脂从10%DVB 含量的树脂更换成16%的DVB 含量的C型阳树脂。
运行曲线如图9 和图10 所示。图9 和图10 中绿色曲线是硫酸根的波动曲线,图十中蓝色曲线代表一年四季温度的变化曲线。更换树脂前,随着一年四季气温的变化,硫酸根的含量也有规律地波动,2.0ppb 是美国的国家标准,每当到夏天气温比较高的时候,水中硫酸根的含量就会超标,且高温时间越长,硫酸根的含量还有增加的趋势,2002 年底更换树脂后,即使在夏天其硫酸根的最高值也只有1.37ppb,从根本上解决了该核电站水质问题。
6.结 论
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