Анализ существующей на Балаковской АЭС системы очистки трапных вод (стр. 2 из 8)

Вторичный пар поднимается вверх и проходит через жалюзийный отбойник, на котором в результате многократного изменения направления потока пара происходит дальнейшее отделение капель влаги из пара. При этом влагосодержание пара снижается на 85%.

После прохождения жалюзийного отбойника пар промывается на барботажной тарелке посредством барботажа через непрерывно обновляющийся, за счет стекающей флегмы с насадки из колец Рашига, слой воды, чем обеспечивается первая ступень промывки. С барботажной тарелки вода сливается в нижнюю часть аппарата и смешивается с концентратом. Верхний конец трубки выступает над тарелкой на 50 мм, чем обеспечивается постоянный уровень воды на тарелке.

Вторая ступень промывки пара в ВА осуществляется на насадке из колец Рашига. В верхнюю часть насадки подается промывочная вода - флегма.

В качестве флегмы используется часть конденсата вторичного пара, отводимого в ВА насосами дегазированной воды (16).

Нижняя часть насадки постоянно залита водой, слой которой регулируется путем перетока избытка флегмы через выносной гидрозатвор - на барботажную тарелку.

При увеличении вязкости упариваемого раствора может происходить вспенивание промывочной воды на барботажной тарелке, что вызывает значительное загрязнение пара. Гашение пены достигается увеличением расхода флегмы или подачей на барботажную тарелку 1% раствора пеногасителя, который разрушает пену посредством уменьшения поверхностного натяжения паровых пузырьков.

Упаренный раствор постепенно самотеком перетекает из ВА в доупариватель (12). Такое перетекание достигается более низким расположением доупаривателя.

В доупаривателе раствор дополнительно упаривается. При достижении солесодержания 200-400г/л производится слив кубового остатка самотеком в монжюс (14), откуда сжатым воздухом давлением 6 кгс/см выгружается в емкости кубового остатка промежуточного узла хранения жидких отходов (ХЖО).

Сброс кубового остатка происходит автоматически по температурной депрессии - увеличению температуры кипения концентрата над температурой насыщения при рабочем давлении в доупаривателе.

Генерируемый пар проходит очистку на каплеотбойной колонке и жалюзийном отбойнике сепаратора доупаривателя и подается под барботажную тарелку выпарного аппарата.

Подача пара осуществляется путем поддержания в доупаривателе более высокого давления, чем в выпарном аппарате.

Из сепаратора выпарного аппарата 90% осушенного и промытого пара поступает в межтрубное пространство горизонтального кожухотрубного теплообменника конденсатора - дегазатора (15), где происходит его конденсация, обеспечивая первую ступень дегазации. По трубкам этого теплообменника циркулирует охлаждающая вода.

Конденсат пара падает струями вниз, промываясь во время движения свежими порциями пара, скапливается внизу на дырчатом листе и по центральному патрубку переливается через дегазационную колонку в конденсатосборник конденсатора - дегазатора.

Оставшиеся 10% пара из ВА через патрубок подаются под дырчатый лист конденсатора и барботируют через слой скапливающегося дистиллята, обеспечивая вторую ступень дегазации.

Третья ступень дегазации обеспечивается посредством кипения воды в конденсатосборнике. Источником тепла является греющий пар, который подается в змеевик испарителя конденсатосборника.

Образующийся при кипении пар поднимается вверх по дегазационной колонке, омывает поток основного конденсата, стекающего пленкой по поверхности насадки и нагревает его до температуры насыщения.

Выделившиеся газы поднимаются через центральный патрубок вверх и с частью пара удаляются через линию сдувки из пространства конденсатора -дегазатора на дефлегматор сдувок (17).

Сдувка из конденсатора - дегазатора подается в межтрубное пространство дефлегматора, где происходит конденсация пара и отделение конденсата от несконденсировавшихся газов. В трубном пространстве циркулирует охлаждающая до 30°С вода.

Несконденсировавшиеся газы подаются для дополнительной очистки на фильтр "Фартос", а конденсат возвращается в конденсатор - дегазатор.

После конденсации и дегазации в конденсаторе - дегазаторе дистиллят вторичного пара насосами дегазированной воды (16), подается на верхнее распределительное устройство механического фильтра (18), загруженного активированным углем БАУ, где, по мере прохождения через фильтрующий материал, дистиллят очищается от механических примесей и масел.

После нижнего распредустройства МФ дистиллят подается через патрубок Dу50 на верхнее распределительное устройство механического фильтра (19), загруженного активированным углем БАУ. На этом фильтре происходит дополнительная очистка от органических примесей, коллоидных частиц и масел.

Очищенный от органических примесей, коллоидных частиц, дистиллят через нижнее распределительное устройство и патрубок Dу50 поступает в межтрубное пространство охладителя (20). По трубкам циркулирует охлаждающая вода.

После охлаждения дистиллят с температурой 50°С подается через патрубок Dу50 на верхнее распределительное устройство катионитового фильтра (21) для очистки от катионов. По мере продвижения дистиллята через фильтр, загруженный катионитом КУ-2-8, происходит замена всех катионов, содержащихся в дистилляте на катион водорода (Н⁺) смолы. Очищенный от катионов дистиллят, с температурой 40-50°С, через нижнее распределительное устройство по патрубку Dу50 поступает на очистку от анионов.

Очистка от анионов производится на анионитовом фильтре (22), загруженном анионитом АВ-17-8. Здесь происходит замена всех анионов, содержащихся в очищаемом дистилляте на анион гидроксила (ОН^-) смолы.

Очищенный от анионов дистиллят, с температурой 40-50°С, через нижний штуцер Dу 50 поступает в фильтрующие патроны ловушки зернистых материалов (23). В этих патронах, проходя через фильтрующие желобки со щелями ≈ 0,25 мм, дистиллят очищается от механических примесей, основная часть которых состоит из осколков или зерен ионообменной смолы, выносимых при повреждении дренажных систем фильтров доочистки. Дистиллят через верхний патрубок ловушки Dу50 подается в контрольные баки (24), откуда после проведения радиохимического анализа и получения удовлетворительных результатов насосами контрольных баков (25) направляется для участия в технологическом цикле АЭС (в брызгальный бассейн, на энергоблоки, на собственные нужды химводоочистки). В случае неудовлетворительных результатов и в зависимости от качества очистки дистиллят направляют на дополнительную очистку либо сливают в канализацию.

2.1 Технико-экономическое обоснование проекта

Экономическая эффективность проекта оценивается путем сравнения основных технико-экономических показателей: капитальных затрат, эксплуатационных расходов, срока окупаемости по двум вариантам:

1) Использование резервной мощности действующих выпарных установок для упаривания трапных вод 5 и 6 энергоблоков (прокладка трубопроводов от СВО-3 до энергоблоков 5 и 6);

2) Строительство новых выпарных установок для упаривания трапных вод с энергоблоков 5 и 6 Балаковской АЭС (2-х установок: основной и резервной).

Варианты сравниваются по следующим стоимостным показателям, рассчитанным укрупненным методом и позволяющим до начала проектирования дать экономическую оценку эффективности проекта в целом. Расчеты проведены в ценах на 20 апреля 2008г. Данные приняты по результатам преддипломной практики.

В качестве критерия эффективности используется расчетный срок окупаемости капитальных вложений:

(2.4.1)

где К - капитальные затраты на установку, К=5320 тыс.руб. (по предварительным расчетам).

Экономия издержек:

И=И₂-И₁ (2.4.2)

где И₁ - издержки при использовании резервной мощности действующей выпарной установки;

И₂ - издержки на новых выпарных установках;

И=24520-21250=32703 тыс.руб./год.

Расчет издержек по двум вариантам сведем в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Ориентировочные значения издержек по двум вариантам проекта: на прокладку трубопроводов (1вариант) и строительство выпарной установки (2 вариант)

Статьи затрат	Обозначения	Единица измерения	Значения затрат
			1 вариант	2 вариант
на тепло	Ит	тыс.руб./год	19500	19500
на электроэнергию	Иэ	тыс.руб./год	1050	1050
на ремонт	ИР	тыс.руб./год	200	800
на амортизацию	Иам	тыс.руб./год	500	3170
Общие затраты	И	тыс.руб./год	21250	24520

года

Вывод: при сопоставлении двух вариантов находим, что внедрение первого варианта экономически целесообразнее, т.к. экономия издержек составит 32700 тыс.руб./год, срок окупаемости 1,8 года.

Принимаем к дальнейшему проектированию 1-й вариант (т.е. прокладку трубопроводов к СВО-3 и использование резервных мощностей действующих выпарных установок).

3. Теплотехнические расчеты

3.1 Материальный баланс выпарной установки

Вустановку для выпаривания поступает количество трапных вод G=360,53м³/сут:24ч=15м³/час с начальной концентрацией Х_н=1%, концентрацией после выпарного аппарата Х_ва=30%. Конечная концентрация раствора после доупаривателя Х_к=60%.

Трапные воды поступают в количестве

на одну установку.