專利名稱:控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)，具體而言，涉及優(yōu)選用于抑制蒸汽發(fā)生器、鍋爐(boiler)和蒸汽發(fā)生器之外的構(gòu)件的腐蝕的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在壓水反應(yīng)堆(PWR)發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)、熱發(fā)電設(shè)備和快速增殖反應(yīng)堆(FBR) 發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)以及任何其他發(fā)電設(shè)備(下面稱作發(fā)電設(shè)備)中水化學(xué)(質(zhì)量)控制的目的是抑制管道和設(shè)備的腐蝕，特別是抑制蒸汽發(fā)生器(SG)或鍋爐的傳熱管的腐蝕，并防止會(huì)導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器或鍋爐的傳熱管堿腐蝕的雜質(zhì)被引入其中。
作為針對(duì)上述腐蝕的措施，通過將化學(xué)品注入系統(tǒng)中以防止由于金屬(如鐵)構(gòu)件的離子溶出(elution)產(chǎn)生的沉淀和對(duì)構(gòu)件的腐蝕，從而控制水化學(xué)。
例如，在壓水反應(yīng)堆發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)中，氨被注入以保持二次水呈堿性，從而防止鐵流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐，并且在碳鋼管道表面上形成磁鐵礦(Fe3O4)薄膜，以抑制鐵和其他物質(zhì)的溶出，因此管路系統(tǒng)中的鐵濃度降低。此外，通過注入胼減少二次水的含氧量，來抑制蒸汽發(fā)生器的傳熱管的腐蝕(參見專利文獻(xiàn)1)。上述措施類似于熱發(fā)電設(shè)備和FBR發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)中采用的措施。此外，在設(shè)置于蒸汽發(fā)生器或鍋爐下游側(cè)的主蒸汽管道中以及在排出物或由蒸汽和水構(gòu)成的任何其他兩相流體流經(jīng)的管道中，通過使注入的氨轉(zhuǎn)化成氣態(tài)氨，管道中的PH值因而保持在較高的值，從而降低了腐蝕量。
此外，在上述發(fā)電設(shè)備中，作為減少碳鋼腐蝕量的其他措施，進(jìn)行高AVT (全揮發(fā)性處理)方法，其中通過注入氨使PH值保持在9. 5以上，這高于目前值，也進(jìn)行注入乙醇胺、嗎啉或任何其他合適的替代胺來代替氨的方法，并且已經(jīng)證實(shí)了降低雜質(zhì)濃度的效果。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本專利未審查公開No. HEI 11-304992

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
然而，在需要大量化學(xué)品的高AVT方法中，在冷凝水脫鹽裝置(condensate demineralizer,⑶)上造成了沉重負(fù)擔(dān)，不利地增大了使冷凝水脫鹽裝置中使用的離子交換樹脂再生或以其他方式處理的成本。另一方面，乙醇胺不利的是比氨的廢棄處理費(fèi)用昂貴。此外，由于抑制蒸汽發(fā)生器或鍋爐的傳熱管的腐蝕必需胼，造成高排放處理成本，因而需要減少胼的使用量或開發(fā)替代的化學(xué)品。
本發(fā)明有鑒于上述情形作出，并且本發(fā)明的目的是提供控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)，不僅降低了廢液處理成本，而且抑制了蒸汽發(fā)生器、鍋爐和蒸汽發(fā)生器之外的構(gòu)件的腐蝕。
解決問題的手段
根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法是一種控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，所述發(fā)電設(shè)備包括從冷凝器到蒸汽發(fā)生器或鍋爐沿著管道順次配置的低壓給水加熱器、脫氣器和高壓給水加熱器，從而控制被引導(dǎo)至所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水的化學(xué)性能，所述方法包括將氧化劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的管道的水中，使得在水保持中性的同時(shí)水中溶解的氧濃度為3 lOOppb，從而在與水接觸的所述管道、所述低壓給水加熱器、所述脫氣器、所述高壓給水加熱器和其他部件的表面上形成氧化膜；和將脫氧劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的管道的水中，使得在流入所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水中溶解的氧濃度降低至5ppb以下。
根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的系統(tǒng)是一種控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的系統(tǒng)，所述發(fā)電設(shè)備包括從冷凝器到蒸汽發(fā)生器或鍋爐沿著管道順次配置的低壓給水加熱器、脫氣器和高壓給水加熱器，從而控制被引導(dǎo)至所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水的化學(xué)性能，所述系統(tǒng)包括氧化劑注入器，其將氧化劑注入保持中性且流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的管道的水中，從而在與水接觸的所述管道、所述低壓給水加熱器、所述脫氣器、所述高壓給水加熱器和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜；和脫氧劑注入器，其將脫氧劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的管道的水中。
發(fā)明效果
在根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)中，通過在由碳鋼制成并與水接觸的管道、低壓給水加熱器、脫氣器、高壓給水加熱器和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜，可以防止構(gòu)件被腐蝕，并因而流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐的水中的鐵濃度降低。此外，通過將流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐的水中溶解的氧濃度降低到5ppb以下，可以防止蒸汽發(fā)生器或鍋爐的傳熱管被腐蝕。此外，由于沒有用于使水變?yōu)閴A性的氨、胺系化合物或任何其他類似物質(zhì)被注入水中，因此廢液處理成本可以降低。


圖1是示意性系統(tǒng)圖，示出使用根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法的第一具體實(shí)施方式
的發(fā)電設(shè)備。
圖2是縱剖視圖，示出圖1所示的過濾裝置并包括金屬過濾器、陶瓷過濾器、金屬燒結(jié)過濾器或Teflon系過濾器(Teflon是注冊(cè)商標(biāo))。
圖3是局部剖視圖，示出圖2所示的金屬過濾器、陶瓷過濾器、金屬燒結(jié)過濾器或 Teflon系過濾器。
圖4是代表防止鐵從由碳鋼與其上形成的氧化膜構(gòu)成的試件以及僅由碳鋼構(gòu)成的試件溶出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示圖。
圖5是代表在!^e-H2O-系材料中腐蝕電位和pH之間關(guān)系的示圖。 圖6是代表溶解的胼濃度和pH之間關(guān)系的示圖。
圖7是代表在沿著給水管道的幾個(gè)位置處，對(duì)于從胼與氧氣之間的反應(yīng)獲得的溶解的氧濃度的評(píng)價(jià)結(jié)果的示圖。
圖8是代表在根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法的第三具體實(shí)施方式
中腐
5蝕量和腐蝕電位之間關(guān)系的示圖。
具體實(shí)施方式
下文將結(jié)合附圖描述實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。然而，本發(fā)明不限于以下具體實(shí)施方式
。
[第一具體實(shí)施方式
(圖1 7)]
圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法的第一具體實(shí)施方式
的壓水反應(yīng)堆發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)以及熱電廠和FBR廠的二次系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)圖。
在圖1所示的發(fā)電設(shè)備10中，在蒸汽發(fā)生器或鍋爐11中產(chǎn)生的蒸汽通過主蒸汽系統(tǒng)22的主蒸汽管道(管子或線路)22A。蒸汽首先被引入高壓渦輪機(jī)12，蒸汽在那里工作，然后被引入到去濕器/再熱器13，蒸汽中的水分在那里被除去，并且由此產(chǎn)生的蒸汽被再加熱。然后，蒸汽被引入低壓渦輪機(jī)14，蒸汽在那里工作。在低壓渦輪機(jī)中工作的蒸汽在冷凝器15中冷凝成冷凝水。沿著作為從冷凝器15返回到蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的管道的給水管道16，依次設(shè)置冷凝水脫鹽裝置17、低壓給水加熱器18、脫氣器19、高壓給水加熱器 20和過濾裝置21。來自冷凝器15的冷凝水變?yōu)榻o水，它由低壓給水加熱器18和高壓給水加熱器20加熱。然后，高溫給水被引導(dǎo)至蒸汽發(fā)生器或鍋爐11。
另一方面，作為由蒸氣和水形成的氣-液兩相流體的從去濕器/再熱器13排出的排放物，經(jīng)由排放系統(tǒng)23的排放管道(排放管子或線路)23A引導(dǎo)至脫氣器19。
使用離子交換樹脂的冷凝水脫鹽裝置17和使用金屬過濾器、陶瓷過濾器、金屬燒結(jié)過濾器或Teflon系過濾器(下面稱作過濾器)24(圖2)的過濾裝置21除去給水(或冷凝水)中的雜質(zhì)。過濾裝置21實(shí)際上例如由兩個(gè)過濾裝置21形成，在兩個(gè)過濾裝置21的每一個(gè)中設(shè)置多個(gè)過濾器(當(dāng)每個(gè)過濾器是金屬過濾器、陶瓷過濾器或金屬燒結(jié)過濾器時(shí)設(shè)置約150 250個(gè)過濾器，當(dāng)每個(gè)過濾器是Teflon系過濾器時(shí)設(shè)置約250 1000個(gè)過濾器)24,作為給水的原液全量通過它們被過濾，如圖2所示。
具體來說，每個(gè)過濾裝置21包括管板25、固定在管板25上的保護(hù)管沈和固定在保護(hù)管沈下端的凹陷(dimple) 27，大量的過濾器M從管板25垂直懸掛設(shè)置。過濾器M 被保護(hù)管26和凹陷27覆蓋和保護(hù)。管板25由加壓板觀支撐。保護(hù)管沈的直徑例如至少為Im并且軸向長度為約:3m。在每個(gè)過濾器是金屬過濾器、陶瓷過濾器、金屬燒結(jié)過濾器或Teflon系過濾器時(shí)，每個(gè)過濾器M的直徑為約0. 01 0. Im,而在每個(gè)過濾器是Teflon 系過濾器時(shí)，直徑為約0. 0001 0. 005m。
當(dāng)每個(gè)過濾器M是金屬過濾器或金屬燒結(jié)過濾器時(shí)，它們由鈦、不銹鋼或鎳基合金構(gòu)成。每個(gè)過濾器M都具有各自直徑約Imm以下的大量孔四，如圖3所示。作為給水的原液穿過凹陷27形成的開口 30并引入到保護(hù)管沈，如圖3的箭頭所示，在那里在原液通過過濾器M的孔四的同時(shí)，原液中的雜質(zhì)被除去。從而原液變成為純化的給水。
在圖1所示的發(fā)電設(shè)備中，蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管由鎳基合金或耐腐蝕碳鋼制成，并且在每個(gè)過濾器是金屬過濾器或金屬燒結(jié)過濾器時(shí)，過濾裝置21的過濾器M由鈦、鈦化合物、不銹鋼或鎳基合金制成。
傳熱管和過濾器之外的大部分，特別是，高壓渦輪機(jī)12、低壓渦輪機(jī)14、主蒸汽管道 22A、去濕器/再熱器13、冷凝器15、給水管道16、低壓給水加熱器18、脫氣器19、高壓給水
6加熱器20、過濾裝置21 (除了過濾器24)和其他構(gòu)件由碳鋼制成。
此外，在發(fā)電設(shè)備10中，設(shè)置在冷凝器15下游側(cè)的給水管道16、設(shè)置在脫氣器19 下游側(cè)的給水管道16、設(shè)置在高壓渦輪機(jī)12上游側(cè)的主蒸汽管道22A以及排放管道23A 分別設(shè)置有作為氧化劑注入器的氧化劑注入管線31、32、33和34。氧氣(氣體)、過氧化氫 (液體)或臭氧(氣體)，單獨(dú)地或以它們的混合物的形式，作為氧化劑通過氧化劑注入管線31、32、33和34注入。在本具體實(shí)施方式
中，氣態(tài)氧通過氧化劑注入管線31、32、33和34 被注入。
在本具體實(shí)施方式
中，代替向發(fā)電設(shè)備10注入氨或胺系化合物發(fā)電設(shè)備以使給水變?yōu)閴A性并在碳鋼構(gòu)件的表面上形成由磁鐵礦(Fe3O4)構(gòu)成的氧化膜，在給水保存在中性(pH*5.6 8. 3)的同時(shí)，通過氧化劑注入管線31、32、33和34注入作為氧化劑的氧氣。
也就是說，氧化劑注入管線31沿著給水管道16設(shè)置在冷凝器15下游側(cè)的冷凝水脫鹽裝置17和低壓給水加熱器18之間。氧氣通過氧化劑注入管線31注入流經(jīng)設(shè)置在冷凝水脫鹽裝置17下游側(cè)的給水管道16的給水，使得給水中溶解的氧濃度被調(diào)節(jié)到3 IOOppb的值。在與給水接觸的給水管道16、低壓給水加熱器18、脫氣器19、高壓給水加熱器20和其他構(gòu)件的表面上形成充分厚度的在中性溶液中具有低溶解度的赤鐵礦(Fe2O3)氧化膜。
氧化膜的形成防止了鐵和鉻從形成給水管道16和其他構(gòu)件的碳鋼材料溶出，從而流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中的鐵濃度降低到Ippb以下。
通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究上述由赤鐵礦(Fe2O3)制成的氧化膜對(duì)防止碳鋼的構(gòu)成元素 (例如，鐵)溶出的效果，圖4說明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
在本實(shí)驗(yàn)中，為在碳鋼表面上生成赤鐵礦(Fe2O3)氧化膜，通過將碳鋼在溶解的氧濃度為200ppb的熱水中(例如，40 180°C )暴露500小時(shí)來制作試件。該試件和僅由碳鋼制成的試件被用來進(jìn)行鐵溶出試驗(yàn)。通過將這兩個(gè)試件在溶解的氧濃度低于5ppb和pH 值為5. 6 8. 3的中性水溶液中浸漬來進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于僅由碳鋼制成但其上沒有形成氧化膜的試件觀察到鐵溶出，并因而溶液的顏色改變。
另一方面，對(duì)于在碳鋼上形成有氧化膜的試件，觀察到表面狀態(tài)沒有改變，并且溶液的顏色幾乎沒有改變。如上所述，當(dāng)存在穩(wěn)定的赤鐵礦(Fe2O3)薄膜時(shí)，鐵不會(huì)溶出，并且引入到蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的鐵量減少。
下面，參照?qǐng)D5說明赤鐵礦(Fe52O3)薄膜。當(dāng)給水是堿性的時(shí)，如上所述，在碳鋼表面上形成磁鐵礦(Fe53O4)薄膜，并且碳鋼的腐蝕被抑制(堿化防腐蝕)。相比之下，當(dāng)給水保持在中性并注入氧化劑(例如，氧氣)時(shí)，碳鋼的腐蝕電位增加到高于OV的值，并且在碳鋼的表面上形成赤鐵礦O^e2O3)薄膜，從而抑制碳鋼的腐蝕(陽極防腐蝕)。
圖1所示的氧化劑注入管線32沿著給水管道16設(shè)置在脫氣器19的下游側(cè)但在高壓給水加熱器20上游側(cè)的位置。氧氣也通過氧化劑注入管線32注入流經(jīng)給水管道16 的給水中，使得給水中溶解的氧濃度被調(diào)節(jié)到3 IOOppb的值。應(yīng)注意，從冷凝器15到低壓給水加熱器18的區(qū)域中，給水的溫度為約40 180°C，而在從脫氣器19到高壓給水加熱器20的區(qū)域中，其溫度為約180 230°C。
因此，通過氧化劑注入管線32注入的氧氣造成至少約80%的溶解在高溫給水中的金屬離子(特別是鐵離子)被包覆(clad)和析出。通過設(shè)置在蒸汽發(fā)生器或鍋爐11上游側(cè)的過濾裝置21中的金屬過濾器、陶瓷過濾器、金屬燒結(jié)過濾器或Teflon系過濾器M除去懸浮在給水中的包覆物，從而引入到蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的鐵量減少。
氧化劑注入管線33沿著主蒸汽系統(tǒng)22的主蒸汽管道22k設(shè)置在高壓渦輪機(jī)12的上游側(cè)，并且氧化劑注入管線34在沿著排放系統(tǒng)23的排放管道23A的位置設(shè)置。氧化劑注入管線33和34不必須都設(shè)置，但是可以設(shè)置其中之一。通過氧化劑注入管線33和34以 0. 01 lOOkg/hr的注入速率注入作為作為氧化劑的氧氣。在考慮到流經(jīng)主蒸汽管道22A 的蒸汽速度和流經(jīng)排放管道23A的氣液兩相排放物的流速時(shí)，該注入速率必須確保預(yù)定的溶解濃度(3 IOOppb)。
如上所述，通過向主蒸汽系統(tǒng)22和排放系統(tǒng)23注入氧氣，可以在主蒸汽管道22A、 高壓渦輪機(jī)12、去濕器/再熱器13、低壓渦輪機(jī)14、排放管道23A和其他部件的表面上形成赤鐵礦Pe2O3)薄膜，因而抑制了上述管道和部件的腐蝕。
在發(fā)電設(shè)備10中，脫氧劑注入管線35還設(shè)置在脫氣器19下游側(cè)但在高壓給水加熱器20的上游側(cè)，作為用于向流經(jīng)給水管道16的給水注入脫氧劑的脫氧劑注入器。脫氧劑優(yōu)選是胼或氫氣。
注入到給水中的脫氧劑(胼或氫氣)在高壓給水加熱器20的傳熱管的表面、給水管道16的表面(內(nèi)表面)和過濾裝置21的過濾器M的表面上方與氧氣反應(yīng)，從而流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中溶解的氧濃度降低到5ppb以下，從而導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器或鍋爐 11的傳熱管的腐蝕電位降低。由于蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管由Ni基合金或耐腐蝕碳鋼制成，因此腐蝕電位的增大促進(jìn)了腐蝕，而腐蝕電位的下降抑制了腐蝕。鑒于這一事實(shí)， 如上所述，蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管腐蝕通過降低傳熱管的腐蝕電位而受到抑制。
調(diào)節(jié)胼的注入量，使得給水中溶解的胼濃度為3 lOOppb，從而由于胼與氧氣以等摩爾量反應(yīng)，這樣使用能夠消耗全部注入氧氣的最小量的胼使給水保持中性(PH 7.0 8.3)。胼熱分解成氨并且傾向于使給水變?yōu)閴A性的，如圖6所示。然而，當(dāng)溶解的胼濃度不高于約IOOppb時(shí)，給水的pH可以保持在8. 3以下或基本上呈中性，從而不會(huì)對(duì)冷凝水脫鹽裝置17施加沉重負(fù)擔(dān)。
圖7是代表在由碳鋼制成的給水管道16內(nèi)從胼與氧氣之間的反應(yīng)獲得的溶解的氧濃度的評(píng)價(jià)結(jié)果的示圖。
在以下條件下進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中從氧化劑注入管線31與給水管道16連接的點(diǎn)到給水管道16與高壓給水加熱器20連接的點(diǎn)之間的給水管道16的長度為100m，流經(jīng)給水管道16 的給水的流速為2. 24m/s,高壓給水加熱器20的數(shù)量為兩個(gè)。
圖7中的符號(hào)A代表剛好在氧氣通過氧化劑注入管線31被注入給水管道16的點(diǎn)下游側(cè)的位置"a"(圖1)處的溶解的氧濃度。符號(hào)B代表在給水管道16與高壓給水加熱器 20的上游側(cè)連接的位置"b"處的溶解的氧濃度。此外，符號(hào)C和D分別代表沿著給水管道16剛好在給水通過高壓給水加熱器20后的位置"c"處的溶解的氧濃度和沿著給水管道16剛好在在給水通過過濾裝置21后的位置"d"處的溶解的氧濃度。
也就是說，當(dāng)在通過氧化劑注入管線31注入氧氣時(shí)的最高溶解的氧濃度例如為 50ppb并且通過脫氧劑注入管線35注入胼使得給水中溶解的胼濃度為約50ppb的情況下， 位置〃 b〃、‘‘ c"和〃 d"處的溶解的氧濃度降低到約5ppb。此外，在相同溶解的氧濃度條件下通過脫氧劑注入管線35注入胼的情況下，當(dāng)使得給水中溶解的胼濃度為約IOOppb 時(shí)，位置〃 b〃、‘‘ c〃和〃 d〃處的溶解的氧濃度降低到0.5ppb以下。評(píng)價(jià)表明，注入胼將流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中溶解的氧濃度降低到5ppb以下。
或者，氫氣可以作為脫氧劑通過脫氧劑注入管線35注入，氫氣的注入量被調(diào)節(jié)成使得給水中溶解的氫氣濃度為100 40000ppb。要求這樣的氫氣注入量是為了消耗注入的氧氣，但不允許氫氣轉(zhuǎn)移到主蒸汽系統(tǒng)22中或者即使氫氣轉(zhuǎn)移到主蒸汽系統(tǒng)22中時(shí)其量也足夠少。注入的氫氣也在高壓給水加熱器20的傳熱管的表面、給水管道16的表面(內(nèi)表面)和過濾裝置21中的過濾器M的表面上方與氧氣反應(yīng)。因此，流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中溶解的氧濃度降低，并因而蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管的腐蝕電位降低。 這樣，傳熱管的腐蝕受到抑制。
上述結(jié)構(gòu)和特征的具體實(shí)施方式
提供了以下有益效果(1) (3)。
(1)氧化劑通過氧化劑注入管線31注入流經(jīng)給水管道16的給水中、通過氧化劑注入管線33注入主蒸汽管道22A的主蒸汽中和通過氧化劑注入管線34注入排放管道23A的排放物中，使得給水中溶解的氧濃度為3 lOOppb，同時(shí)流經(jīng)給水管道16的給水保持在中性。按此方式，可以在全部是由碳鋼制成的給水管道16、低壓給水加熱器18、脫氣器19、高壓給水加熱器20、高壓渦輪機(jī)12、低壓渦輪機(jī)14、去濕器/再熱器13、主蒸汽管道22A、冷凝器15、排放管道23A和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜。氧化膜的形成可以抑制上述構(gòu)件的腐蝕。
按此方式，特別是流經(jīng)給水管道16進(jìn)入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中的鐵濃度可以降低到Ippb以下。此外，通過氧化劑注入管線32注入給水中的氧化劑使給水中的鐵離子被包覆，并且通過過濾裝置21除去由此產(chǎn)生的包覆物，從而減少流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的鐵量。因此，可以抑制包覆物在蒸汽發(fā)生器或鍋爐11中的沉積以及在蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管中的粒間腐蝕(IGA)。結(jié)果，可以減少針對(duì)上述不希望的現(xiàn)象對(duì)蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的內(nèi)表面進(jìn)行的清潔和損傷修復(fù)操作的必要次數(shù)，這樣減少運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。
(2)由于通過脫氧劑注入管線35注入的脫氧劑將流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中溶解的氧濃度降低到5ppb以下，因此由Ni基合金制成的蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的傳熱管的腐蝕電位降低，從而抑制了傳熱管的腐蝕。
(3)由于沒有用于保持給水堿性的氨、胺系化合物或任何其他類似物質(zhì)被注入給水中，因此沒有對(duì)冷凝水脫鹽裝置17施加沉重負(fù)擔(dān)。此外，由于注入胼也保持給水呈中性， 因此施加在冷凝水脫鹽裝置17上的負(fù)擔(dān)可以進(jìn)一步減少，并且在這種情況下，廢液處理成本也可以降低。
[第二具體實(shí)施方式
(圖1和圖3)]
下面，在第二具體實(shí)施方式
的說明中，與上述第一具體實(shí)施方式
相似的部分具有相同的附圖標(biāo)記，并且對(duì)這些部分的重復(fù)說明被簡(jiǎn)化或省略。
第二具體實(shí)施方式
與上述第一具體實(shí)施方式
不同之處在于，在高壓給水加熱器20 傳熱管的表面和過濾裝置21中的過濾器M的表面上形成由含有鉬的貴金屬制成的薄膜， 并且貴金屬促進(jìn)了脫氧劑(胼或氫氣)與氧氣之間的反應(yīng)。
圖3顯示在過濾裝置21中的各過濾器M的表面上附著和涂布的鉬粉36。
本具體實(shí)施方式
不僅提供了上述第一具體實(shí)施方式
中所提供的有益效果(1) (3)，而且還提供了以下額外的有益效果
(4)由于鉬或任何其他合適的貴金屬起到促進(jìn)脫氧劑與氧氣之間反應(yīng)的催化劑的作用，因此它們之間的反應(yīng)可以迅速進(jìn)行，從而將流入蒸汽發(fā)生器或鍋爐11的給水中溶解的氧濃度可靠地優(yōu)選降低到5ppb以下。
[第三具體實(shí)施方式
(圖1和圖8)]
圖8顯示在根據(jù)本發(fā)明的的方法的第三具體實(shí)施方式
中腐蝕量和腐蝕電位之間關(guān)系的示圖，所述方法用于操作壓水反應(yīng)堆(PWR)發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)、熱發(fā)電設(shè)備和快速增殖反應(yīng)堆(FBR)發(fā)電設(shè)備或其他發(fā)電設(shè)備的二次系統(tǒng)。在第三具體實(shí)施方式
中，與上述第一具體實(shí)施方式
相似的部分具有相同的附圖標(biāo)記，并且對(duì)相似部分的重復(fù)說明被簡(jiǎn)化或省略。
第三具體實(shí)施方式
與第一具體實(shí)施方式
不同之處在于，監(jiān)視給水管道16與給水接觸的表面、主蒸汽管道22A的與主蒸汽接觸的表面、排放管道23A的與排放物接觸的表面以及其他構(gòu)件的表面的腐蝕電位，并且控制通過氧化劑注入管線31注入給水中、通過氧化劑注入管線33注入主蒸汽中以及通過氧化劑注入管線34注入排放物中的氧氣或任何其他氧化劑的量。下面說明代表性實(shí)施例，其中監(jiān)視給水管道16的與給水接觸的表面的腐蝕電位，并基于監(jiān)視操作的結(jié)果控制氧化劑通過氧化劑注入管線31注入給水中。
圖8示出通過在將碳鋼試件浸漬在溶解的氧濃度為50ppb和溫度為150°C的水溶液中進(jìn)行溶出試驗(yàn)得到的結(jié)果，具體來說示出了腐蝕量(鐵的溶出量)與試件表面的腐蝕電位之間的關(guān)系。腐蝕電位最初很低，但氧化膜形成后增大。另一方面，腐蝕量最初很大， 但因?yàn)樵谘趸ば纬珊蟾g電位增大，所以腐蝕量隨著腐蝕電位增大而逐漸降低。
在圖1所示的發(fā)電設(shè)備10中，通過經(jīng)由氧化劑注入管線31注入氧氣或任何其他合適的氧化劑，可以在與給水接觸的構(gòu)件表面上形成氧化膜，并且使用腐蝕電位計(jì)37測(cè)量和監(jiān)視構(gòu)件(例如，給水管道16)的表面的腐蝕電位變化。當(dāng)腐蝕電位充分增大時(shí)，在構(gòu)件的表面上形成必要厚度的氧化膜。結(jié)果，即使在給水中溶解的氧濃度降低(例如，在圖8中從50ppb降低到IOppb)時(shí)，構(gòu)件的腐蝕量也不會(huì)改變。鑒于這一事實(shí)，當(dāng)使用腐蝕電位計(jì) 37測(cè)量的構(gòu)件(例如，給水管道16)表面的腐蝕電位充分增大時(shí)，通過通過氧化劑注入管線 31注入的氧化劑(例如，氧氣)的量降低到適當(dāng)?shù)闹祷蛄恪?br>因此，本具體實(shí)施方式
不僅提供了上述第一具體實(shí)施方式
中所提供的有益效果 (1) (3)，而且還提供了以下有益效果(5)
(5)通過監(jiān)視給水管道16、主蒸汽管道22A、排放管道23A和其他構(gòu)件的表面的腐蝕電位并且通過控制注入給水、主蒸汽和排放物中的氧化劑的量，可以減少氧化劑的使用量并因而還可降低運(yùn)行成本。
權(quán)利要求
1.一種控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，所述發(fā)電設(shè)備包括低壓給水加熱器、脫氣器和高壓給水加熱器，這些裝置沿著從冷凝器到蒸汽發(fā)生器或鍋爐的管道順次配置，從而控制被引導(dǎo)至所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水的化學(xué)性能，所述方法包括將氧化劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的管道的水中，使得在水保持中性的同時(shí)水中溶解的氧濃度為3 lOOppb，從而在與水接觸的所述管道、所述低壓給水加熱器、所述脫氣器、所述高壓給水加熱器和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜；和將脫氧劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的管道的水中，使得在流入所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水中溶解的氧濃度降低至5ppb以下。
2.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中所述氧化劑是氧氣、過氧化氫或臭氧。
3.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中所述脫氧劑是胼或氫氣， 胼的注入使得水中溶解的胼濃度為3 lOOppb，氫氣的注入使得水中溶解的氫氣濃度為 10 40000ppb。
4.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中在將所述氧化劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的管道的水中之前，監(jiān)視與水接觸的構(gòu)件的腐蝕電位，從而控制注入水中的氧化劑的量。
5.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中將氧化劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的管道的水中，使得水中溶解的氧濃度為3 lOOppb，從而包覆水中的鐵離子，并通過設(shè)置在所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐上游側(cè)的過濾器除去包覆物。
6.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中注入水中的脫氧劑在所述高壓給水加熱器的傳熱管的表面、所述管道的表面以及過濾器的表面上與氧氣反應(yīng)，所述過濾器設(shè)置在所述高壓給水加熱器下游側(cè)但在所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐上游側(cè)使得在流入所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水中溶解的氧濃度降低至5ppb以下。
7.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中通過使用在所述高壓給水加熱器的傳熱管的表面或所述過濾器的表面上形成的含有鉬的貴金屬，促進(jìn)脫氧劑與氧氣之間的反應(yīng)。
8.如權(quán)利要求
1所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法，其中以0.01 lOOkg/hr的注入速率將所述氧化劑注入選自主蒸汽系統(tǒng)和排放系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)，所述主蒸汽系統(tǒng)用于將蒸汽從所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐供給到渦輪機(jī)，所述排放系統(tǒng)用于將從去濕器/ 再熱器排出的排放物的引導(dǎo)至脫氣器，所述去濕器/再熱器分離蒸汽中的水份并再加熱由此得到的蒸汽。
9.一種控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的系統(tǒng)，所述發(fā)電設(shè)備包括低壓給水加熱器、脫氣器和高壓給水加熱器，這些裝置沿著從冷凝器到蒸汽發(fā)生器或鍋爐的管道順次配置，從而控制被引導(dǎo)至所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水的化學(xué)性能，所述系統(tǒng)包括氧化劑注入器，其將氧化劑注入保持中性且流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的管道的水中，從而在與水接觸的所述管道、所述低壓給水加熱器、所述脫氣器、所述高壓給水加熱器和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜；和脫氧劑注入器，其將脫氧劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的管道的水中。
10.如權(quán)利要求
9所述的控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的系統(tǒng)，其中在所述高壓給水加熱器的傳熱管的表面或過濾器的表面上涂布含有鉬的貴金屬，所述過濾器設(shè)置在所述高壓給水加熱器下游側(cè)但在所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐上游側(cè)，所述貴金屬促進(jìn)脫氧劑與氧氣之間的反應(yīng)。
專利摘要
本發(fā)明公開一種控制發(fā)電設(shè)備中水化學(xué)的方法和系統(tǒng)。所述發(fā)電設(shè)備包括低壓給水加熱器(18)、脫氣器(19)和高壓給水加熱器(20)，這些裝置沿著從冷凝器(15)到蒸汽發(fā)生器或鍋爐(11)的給水管道(16)順次配置，從而控制被引導(dǎo)至所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的水的化學(xué)性能，所述方法包括以下步驟通過氧化劑注入管線(31)將氧化劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述冷凝器下游側(cè)的給水管道的給水中，使得在給水保持在中性的同時(shí)給水中溶解的氧濃度為3～100ppb，從而在與給水接觸的所述給水管道、所述低壓給水加熱器、所述脫氣器、所述高壓給水加熱器和其他構(gòu)件的表面上形成氧化膜；和通過脫氧劑注入管線(35)將脫氧劑注入流經(jīng)設(shè)置在所述脫氣器下游側(cè)的給水管道的給水中，使得在流入所述蒸汽發(fā)生器或所述鍋爐的給水中溶解的氧濃度降低至5ppb以下。
文檔編號(hào)G21D1/00GKCN102348834SQ201080011504
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年3月9日
發(fā)明者岡村雅人, 宮崎豊明, 平澤肇, 柴崎理 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan