美国核电厂闭式冷却水水处理的现状
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能 源 技 术
意工案处理 的现状
何 俊
（ 国核 电力规划设计研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ９ ５）
摘 要 ：从 杀菌剂和缓蚀 剂两个方面介绍 了在美 国核 电厂 闭式冷 却水处理的现 状，为国 内的 电厂闭式冷却水处理提供 了借鉴。 关键词 ：核 电厂 ；闭式冷却水；水处理；缓蚀剂；杀 菌剂
钼酸盐无毒 ，产生的保护膜层粘性极 强 ， 但 是同样不能抑制微生 物生 长 ，且价 格 将昂贵 ，易产 生衰 变。其 正常 的加药 浓度范 围 为 ：
２ ０ ０—１ ０ ０ ０ ｐ ｐｍ 。 ｐ Ｈ：９ ． ｏ ＿ 一１ １ ． ０ 。
铬酸盐是极其 有效的缓蚀剂 ，起杀菌剂 或者 生物抑制剂的作 用， 但是其可能会导 致泵碳密封件性能下 降，因此 系统设计或制造时必需 采取措施保持系统无泄漏 ； 其正常的加药浓度 ：１ ５ ０ — ３ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， ｐ Ｈ值：
８ ． ｏ ＿ 一１ １ ． ０。
聚硅酸盐 ：硅酸盐 的毒性较低 ；成膜速度较 慢且膜易于被破坏 。 聚硅酸盐的加药量 一般 根据水中的无机二氧化硅含 量来确定 ，通常控 制无机二氧化硅 的含量： ２ ０ ． ６ ０ ｐ ｐ ｍ（ 有时高达 ２ ０ ０ ｐ ｐ ｍ） ， ｐ Ｈ ： ７ ． ５ － １ １ ． ０ 。 闭式冷却水 系统 中采用成膜剂也是一种非常常 用的水处理方法 ， 通过维持水 中药剂 的含 量使在钢材的表面产生一 种保护膜 ，这层保护 氧化型杀菌剂 是其效力取 决乎 其氧化能力 的化 学药 品，因而 ，破 膜 可有效的防止经 受流体 的腐蚀 ，闭式水处理系统 常用的预膜剂有 ： 坏 有机物 质。氧化型 杀菌剂不 常用于 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 ，不 能用于亚 硝酸盐 甲苯基三唑 、苯并三 唑和 含氢硫基苯并噻 唑，吡 咯的存 在减少了沉着 处理 的系统。 在 钢表 面 的铜离 子。与铬 酸盐 相 比，吡咯 的毒性 较低 ；吡 咯在 分解 非氧化剂是指对 一种或多种微生 物 （ 和在某些 情况 下大生物体 ） 时形成 二硫化 物和 硫酸盐 ，不会 对系统 造成 腐蚀 ，加 药浓 度 ：５ － １ ０ ０ 有毒 的非 氧化性化学药 品。 ｐ ｐ ｍ，推荐的浓度范 围是 ２ ０ — ５ ０ ｐ ｐ ｍ。ｐ Ｈ值范围 ８ ． ５ —１ １ ． ０ 。 ２ ． １ 氧 化性杀菌剂 电厂中采用还原剂也 是一种有效的 闭式水处理 方法 ，此种处理方 氧化 型杀菌剂很 少用于 闭式冷 却水系统 ，常用 的的氧化性杀菌剂 法在 我国 电厂 闭式冷却水 处理中也是非常常见 的。联氨 的处理方法不 有氯化合 物 （ 次氯酸钠、氯气等 ）、过氧化氢 （ Ｈ２ ０２ ） 。 会将任 何溶解 固体加入待 处理 的水 ，对放射性废料离子 交换的影响极 使用氯 化合物将给 Ｃ Ｃ Ｗ水添加大量 的氯化 物。 适用浓度一般为 １ － ３ 小 ，电厂不会发生微生物 问题 。联氨 正常加药浓度为 ５ — ５ Ｏ ｐ ｐ ｍ。可 以 ｐ ｐ ｍ。过氧化 氢与所有金 属兼容 ，但 氧化作用会增 加黑色金 属和铜合 将 溶氧浓度 减少至 １ — １ ０ ｐ ｐ ｂ 的范 围。在某些全铁 合金系统 中使用高 金 的腐蚀率 。适 用浓度还没有完全确定 ，推荐 １ ０ ， １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ。 达２ ０ ０ ｐ ｐ ｍ 的浓度 。必须调节 ｐ Ｈ，铜合 金 ：８ ． ５ ， ９ ． ６ ， 全 铁合金系统 ： ２ ． ２ 非氧 化性杀菌剂 ８ ． ５ ． 】 Ｏ ． ５ 。 美国核 电厂常用 的非氧化性杀菌 剂主 要有戊二醛 、异噻唑啉酮 、 亚 甲基 双 （ 硫 氰 酸 盐 ）、ＤＢＮＰ Ａ（ ２ ， ２ 一 二溴 一 ３次 氮 基 丙 酰 胺 ） 、 ４ 结 语 Ｔ ＨＰ Ｓ和离子 四元杀菌剂 。 可 以看出 ，美 国核 电厂 闭式冷却水处理 的现状和我 国电厂水处理 戊二醛与常 见缓蚀剂兼容 ， 现 场可 用成套 测试工具测量活性浓度 ， 有较 大的区别 ，本文作者希望 通过相关的工程经验和相关 的美国规范 但是 其分 解会导 致 ｐ Ｈ值 在 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 中 降低 ，为 某些有 机物 的生长 资料 的整理能够起到抛砖 引玉 的作用 ，为 国内闭式冷却水 处理 方式提 提供 了养分 ，进而会增加 Ｃ Ｃ Ｗ 系统中的 Ｔ Ｏ Ｃ指标 ；戊 二醛可通过氨 供一定 的借鉴 。 或胺去除活度 。一般加药浓度控制在 ２ ５和 １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ之 间。 异 噻唑啉酮 ，其最大 的优点加药剂量低 ，作用时 间非 常快 ，在抗 参考 文献 ： 硝化和反 硝化细菌方面很 有效 ，但是其会 引发硫酸盐和氯 化物 ，也可 ［ １ 】 Ｃ １ Ｏ ｓ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ １ ｉ ｎ ｅ ， Ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ Ｏ １ ＂ １ １ ， 能引发铜 ，且没有现场 成套测试工具 。加药浓度为 １ － ５ ｐ ｐ ｍ。 Ｅ Ｐ ＲＩ ． 亚 甲基 双 （ 硫氰酸盐 ） ，在低剂量时有 效 ，属于光谱 杀菌剂 ，易 ［ ２ 】陈陡 ．火电厂 闭式循环 除盐冷却水 Ａ Ｖ Ｔ － ０ 处理法的探 讨 ［ Ｊ 】 ．中国 于去活和水 解 ，生物膜穿透和 不会 因有其 它有机物而受影 响 ， 但 是重 ４ ￣ ： ｒ － 贸易，２ ０ １ ３ ， １ ２ （ １ ２ ） ： ２ ８ ５ － ２ ８ ６ ． 复使用会增加 Ｃ Ｃ Ｗ 系统的 Ｔ Ｏ Ｃ含量 ，属于非水基产 品 ， 会 引发硫酸 盐 ，其溶剂可 能含氯化物 ，与 异噻唑啉酮一样无 现场成套 实用 测试工 作者简介 ： 何俊 （ １ ９ ７ ９ －），硕士 ，工程 师。
１ 概 述
在核 电站 ，闭式冷却水系统 （ Ｃ Ｃ Ｗ）为安全相关 的和非安全 相关 统增加大量的Ｔ Ｏ Ｃ ，降解产生氨，会使水中增添了溴化物。加药浓度 的热交换设 备提供冷却水 。在 核电厂中对冷 却水 的需求并不仅 限于 表 为０ ． ５ — １ ０ ｐ ｐ ｍ。 面式凝汽器 。其 他需要冷却 的设备包括设备冷却 系统、紧急柴油发 电 机夹套、封 闭式冷却器和润滑油 冷却器。 在大 多数电核 电站 中，管道一般为碳钢 或不锈钢 。热交换 器管材 般为铜合 金 （ 如海军黄铜 或锌镍铜合金 ）或不锈钢 。闭式冷 却水 处 理的主要 目的就是最大 限度 的减少腐蚀 、控 制微 生物生长 、控 制悬 浮 物沉积 以及 防止水垢 的产 生等 。 在核 电厂 ，闭式冷却水 的水源主要有 除盐水 和工业水 ，但 是通常 情况下除盐水是优先选择 的补水水源 。
８ ． ５ — １ １ ． ０ 。
２ Ｃ Ｃ Ｗ 系统微生物及污垢控 制
有效的杀菌剂应至少具备 以下特 点 ： 可有 效抗 固着及浮游微 生物 ，特 别是在 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 中可有效抗 引 发污垢或 ＭＩ Ｃ机制的菌株 ； 与缓蚀剂、分散剂和 系统 中使用 的其它化学药品兼容 ； 在冷却水的 ｐ Ｈ值 时有 效 ； 能够渗透和分散生物质 ； 可持续 ，在 系统中的 同时保持 其毒性 。最理 想的是 ，它应降解 为 不会 干扰 Ｃ Ｃ Ｗ 系统运行 的化合 物 ； 易于降解或去活机制 ，便于排放 ； 以最大程度便于处理 ；
一
Ｄ Ｂ Ｎ Ｐ Ａ（ ２ ， ２ ． 二溴 一 ３ 次氮基丙酰胺）， Ｄ Ｂ Ｎ Ｐ Ａ的特 点作 用非常快 ， 需要 的剂量低 ，且有 现场成套 测试工具 ，但是乙二醇 溶剂对 Ｃ Ｃ Ｗ 系
３ 缓蚀剂
在核 电站 ， 缓 蚀剂类型一般有 阳极型 、成膜剂型和还原剂 三类。 其 中阳极 型缓蚀 剂主要用于 碳钢材质 的 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 。碳钢 缓蚀剂包含 铬酸盐、亚硝酸盐 、钼酸盐 、联氨和硅酸盐 。 亚硝酸盐缓 蚀剂具有大量 的行业 成功经验 ，耐氯化物影 响较 强 ， 但是 不 能抑 制微 生物 的生 长。其 加药 浓度 为 ：５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ一 ５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， ｐ Ｈ：
意工案处理 的现状
何 俊
（ 国核 电力规划设计研究院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ９ ５）
摘 要 ：从 杀菌剂和缓蚀 剂两个方面介绍 了在美 国核 电厂 闭式冷 却水处理的现 状，为国 内的 电厂闭式冷却水处理提供 了借鉴。 关键词 ：核 电厂 ；闭式冷却水；水处理；缓蚀剂；杀 菌剂
钼酸盐无毒 ，产生的保护膜层粘性极 强 ， 但 是同样不能抑制微生 物生 长 ，且价 格 将昂贵 ，易产 生衰 变。其 正常 的加药 浓度范 围 为 ：
２ ０ ０—１ ０ ０ ０ ｐ ｐｍ 。 ｐ Ｈ：９ ． ｏ ＿ 一１ １ ． ０ 。
铬酸盐是极其 有效的缓蚀剂 ，起杀菌剂 或者 生物抑制剂的作 用， 但是其可能会导 致泵碳密封件性能下 降，因此 系统设计或制造时必需 采取措施保持系统无泄漏 ； 其正常的加药浓度 ：１ ５ ０ — ３ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， ｐ Ｈ值：
８ ． ｏ ＿ 一１ １ ． ０。
聚硅酸盐 ：硅酸盐 的毒性较低 ；成膜速度较 慢且膜易于被破坏 。 聚硅酸盐的加药量 一般 根据水中的无机二氧化硅含 量来确定 ，通常控 制无机二氧化硅 的含量： ２ ０ ． ６ ０ ｐ ｐ ｍ（ 有时高达 ２ ０ ０ ｐ ｐ ｍ） ， ｐ Ｈ ： ７ ． ５ － １ １ ． ０ 。 闭式冷却水 系统 中采用成膜剂也是一种非常常 用的水处理方法 ， 通过维持水 中药剂 的含 量使在钢材的表面产生一 种保护膜 ，这层保护 氧化型杀菌剂 是其效力取 决乎 其氧化能力 的化 学药 品，因而 ，破 膜 可有效的防止经 受流体 的腐蚀 ，闭式水处理系统 常用的预膜剂有 ： 坏 有机物 质。氧化型 杀菌剂不 常用于 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 ，不 能用于亚 硝酸盐 甲苯基三唑 、苯并三 唑和 含氢硫基苯并噻 唑，吡 咯的存 在减少了沉着 处理 的系统。 在 钢表 面 的铜离 子。与铬 酸盐 相 比，吡咯 的毒性 较低 ；吡 咯在 分解 非氧化剂是指对 一种或多种微生 物 （ 和在某些 情况 下大生物体 ） 时形成 二硫化 物和 硫酸盐 ，不会 对系统 造成 腐蚀 ，加 药浓 度 ：５ － １ ０ ０ 有毒 的非 氧化性化学药 品。 ｐ ｐ ｍ，推荐的浓度范 围是 ２ ０ — ５ ０ ｐ ｐ ｍ。ｐ Ｈ值范围 ８ ． ５ —１ １ ． ０ 。 ２ ． １ 氧 化性杀菌剂 电厂中采用还原剂也 是一种有效的 闭式水处理 方法 ，此种处理方 氧化 型杀菌剂很 少用于 闭式冷 却水系统 ，常用 的的氧化性杀菌剂 法在 我国 电厂 闭式冷却水 处理中也是非常常见 的。联氨 的处理方法不 有氯化合 物 （ 次氯酸钠、氯气等 ）、过氧化氢 （ Ｈ２ ０２ ） 。 会将任 何溶解 固体加入待 处理 的水 ，对放射性废料离子 交换的影响极 使用氯 化合物将给 Ｃ Ｃ Ｗ水添加大量 的氯化 物。 适用浓度一般为 １ － ３ 小 ，电厂不会发生微生物 问题 。联氨 正常加药浓度为 ５ — ５ Ｏ ｐ ｐ ｍ。可 以 ｐ ｐ ｍ。过氧化 氢与所有金 属兼容 ，但 氧化作用会增 加黑色金 属和铜合 将 溶氧浓度 减少至 １ — １ ０ ｐ ｐ ｂ 的范 围。在某些全铁 合金系统 中使用高 金 的腐蚀率 。适 用浓度还没有完全确定 ，推荐 １ ０ ， １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ。 达２ ０ ０ ｐ ｐ ｍ 的浓度 。必须调节 ｐ Ｈ，铜合 金 ：８ ． ５ ， ９ ． ６ ， 全 铁合金系统 ： ２ ． ２ 非氧 化性杀菌剂 ８ ． ５ ． 】 Ｏ ． ５ 。 美国核 电厂常用 的非氧化性杀菌 剂主 要有戊二醛 、异噻唑啉酮 、 亚 甲基 双 （ 硫 氰 酸 盐 ）、ＤＢＮＰ Ａ（ ２ ， ２ 一 二溴 一 ３次 氮 基 丙 酰 胺 ） 、 ４ 结 语 Ｔ ＨＰ Ｓ和离子 四元杀菌剂 。 可 以看出 ，美 国核 电厂 闭式冷却水处理 的现状和我 国电厂水处理 戊二醛与常 见缓蚀剂兼容 ， 现 场可 用成套 测试工具测量活性浓度 ， 有较 大的区别 ，本文作者希望 通过相关的工程经验和相关 的美国规范 但是 其分 解会导 致 ｐ Ｈ值 在 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 中 降低 ，为 某些有 机物 的生长 资料 的整理能够起到抛砖 引玉 的作用 ，为 国内闭式冷却水 处理 方式提 提供 了养分 ，进而会增加 Ｃ Ｃ Ｗ 系统中的 Ｔ Ｏ Ｃ指标 ；戊 二醛可通过氨 供一定 的借鉴 。 或胺去除活度 。一般加药浓度控制在 ２ ５和 １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ之 间。 异 噻唑啉酮 ，其最大 的优点加药剂量低 ，作用时 间非 常快 ，在抗 参考 文献 ： 硝化和反 硝化细菌方面很 有效 ，但是其会 引发硫酸盐和氯 化物 ，也可 ［ １ 】 Ｃ １ Ｏ ｓ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ １ ｉ ｎ ｅ ， Ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ Ｏ １ ＂ １ １ ， 能引发铜 ，且没有现场 成套测试工具 。加药浓度为 １ － ５ ｐ ｐ ｍ。 Ｅ Ｐ ＲＩ ． 亚 甲基 双 （ 硫氰酸盐 ） ，在低剂量时有 效 ，属于光谱 杀菌剂 ，易 ［ ２ 】陈陡 ．火电厂 闭式循环 除盐冷却水 Ａ Ｖ Ｔ － ０ 处理法的探 讨 ［ Ｊ 】 ．中国 于去活和水 解 ，生物膜穿透和 不会 因有其 它有机物而受影 响 ， 但 是重 ４ ￣ ： ｒ － 贸易，２ ０ １ ３ ， １ ２ （ １ ２ ） ： ２ ８ ５ － ２ ８ ６ ． 复使用会增加 Ｃ Ｃ Ｗ 系统的 Ｔ Ｏ Ｃ含量 ，属于非水基产 品 ， 会 引发硫酸 盐 ，其溶剂可 能含氯化物 ，与 异噻唑啉酮一样无 现场成套 实用 测试工 作者简介 ： 何俊 （ １ ９ ７ ９ －），硕士 ，工程 师。
１ 概 述
在核 电站 ，闭式冷却水系统 （ Ｃ Ｃ Ｗ）为安全相关 的和非安全 相关 统增加大量的Ｔ Ｏ Ｃ ，降解产生氨，会使水中增添了溴化物。加药浓度 的热交换设 备提供冷却水 。在 核电厂中对冷 却水 的需求并不仅 限于 表 为０ ． ５ — １ ０ ｐ ｐ ｍ。 面式凝汽器 。其 他需要冷却 的设备包括设备冷却 系统、紧急柴油发 电 机夹套、封 闭式冷却器和润滑油 冷却器。 在大 多数电核 电站 中，管道一般为碳钢 或不锈钢 。热交换 器管材 般为铜合 金 （ 如海军黄铜 或锌镍铜合金 ）或不锈钢 。闭式冷 却水 处 理的主要 目的就是最大 限度 的减少腐蚀 、控 制微 生物生长 、控 制悬 浮 物沉积 以及 防止水垢 的产 生等 。 在核 电厂 ，闭式冷却水 的水源主要有 除盐水 和工业水 ，但 是通常 情况下除盐水是优先选择 的补水水源 。
８ ． ５ — １ １ ． ０ 。
２ Ｃ Ｃ Ｗ 系统微生物及污垢控 制
有效的杀菌剂应至少具备 以下特 点 ： 可有 效抗 固着及浮游微 生物 ，特 别是在 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 中可有效抗 引 发污垢或 ＭＩ Ｃ机制的菌株 ； 与缓蚀剂、分散剂和 系统 中使用 的其它化学药品兼容 ； 在冷却水的 ｐ Ｈ值 时有 效 ； 能够渗透和分散生物质 ； 可持续 ，在 系统中的 同时保持 其毒性 。最理 想的是 ，它应降解 为 不会 干扰 Ｃ Ｃ Ｗ 系统运行 的化合 物 ； 易于降解或去活机制 ，便于排放 ； 以最大程度便于处理 ；
一
Ｄ Ｂ Ｎ Ｐ Ａ（ ２ ， ２ ． 二溴 一 ３ 次氮基丙酰胺）， Ｄ Ｂ Ｎ Ｐ Ａ的特 点作 用非常快 ， 需要 的剂量低 ，且有 现场成套 测试工具 ，但是乙二醇 溶剂对 Ｃ Ｃ Ｗ 系
３ 缓蚀剂
在核 电站 ， 缓 蚀剂类型一般有 阳极型 、成膜剂型和还原剂 三类。 其 中阳极 型缓蚀 剂主要用于 碳钢材质 的 Ｃ Ｃ Ｗ 系统 。碳钢 缓蚀剂包含 铬酸盐、亚硝酸盐 、钼酸盐 、联氨和硅酸盐 。 亚硝酸盐缓 蚀剂具有大量 的行业 成功经验 ，耐氯化物影 响较 强 ， 但是 不 能抑 制微 生物 的生 长。其 加药 浓度 为 ：５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ一 ５ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， ｐ Ｈ：
