Литиевый режим испытывался под руководством или с участием ДонОРГРЭС на Старобешевской и Разданской ГРЭС.
1. Мною, вернее под моим руководством, были проведены сравнительные испытания аммиачного и литиевого режима на Старобешевской ГРЭС в 1976 году. Далее приводится извлечение из текста отчета ДонОРГРЭС:
Исследование водных режимов, проводившееся на нескольких энергоблоках 200 МВт Старобешевской ГРЭС, выявило ряд закономерностей поведения примесей в пароводяном цикле при стабильных и маневренных нагрузках блоков. Однако для составления более полных рекомендаций по ведению водных режимов при маневренных нагрузках блоков потребовалось опробование экспериментальных водных режимов, которое осуществлялось на блоке ст.№5. В качестве таковых были выбраны: режим с повышенным (9,4-9,6) рН питательной воды за счет дозирования аммиака и режим с дозированием гидроокиси лития в питательную воду при обычной дозе аммиака. Первый режим был выбран из тех соображений, что повышенный рН должен подавить коррозию стали в питательной воде на участке ПВД и тем самым снизить концентрацию железа в питательной воде. Режим с дозированием гидроокиси лития был выбран в предположении, что литий при высоких температурах (и повышенных рН) среды способен образовывать защитную пленку, т.е. прочные нерастворимые соединения с железом на поверхности металлов. Опыты с экспериментальными режимами, к сожалению, неоднократно прерывались по производственным причина, что привело к значительному затягиванию экспериментальной части работ.
При повышенном дозировании аммиака в начальный период времени концентрация железа повышалась во всех точках пароводяного тракта. Однако прирост железа на участке ПВД быстро снизился. В дальнейшем концентрация железа в питательной воде постепенно снижалась и через 2-3 недели уменьшилась на 7-10 мкг/кг или в 1,5-2 раза против обычного режима (при рН 9,0-9,2).
В начальный период также несколько возрастала медь в питательной воде в в других точках отбора проб. При этом кратность между котловыми водами по содержанию меди была выше, чем по фосфатам, что говорит о переходе меди в котловую воду из отложений на поверхностях нагрева. В дальнейшем содержание меди в точках пароводяного тракта достигло величин, близких к тем, которые имели место до ведения экспериментального режима.
Опыт с повышенным рН питательной воды был разделен на два этапа. На первом этапе блок эксплуатировался по возможности без остановов и изменения нагрузки. На втором этапе снималась картина поведения примесей в теплоносителе при пусках-остановах блока. Характер поведения примесей остался примерно таким же как и при обычном водном режиме, но содержание железа во всем цикле пуска-останова снизилось против обычного водно-химического режима: в 1,2-1,6 раза при разгружении блока и в 2 раза в конце нагружения при пуске блока.
Режим с дозированием гидроокиси лития в питательную воду котла ТП-100 также проводился в два этапа. Первый этап, осуществляемый при стабильной нагрузке блока, длился две недели. В первые 2-3 дня дозирования лития расчетную концентрацию его в питательной воде доводили до 10-15 мкг/кг, при этом ожидалось, что такие концентрации ускорят создание защитных пленок на поверхностях питательного тракта и в котле. В дальнейшем содержание лития в питательной воде снизили в несколько раз: концентрация лития в котловых водах чистого и солевого отсека составляла при этом соответственно 1,5 и 3 мг/кг.
Жесткость питательной воды на протяжении опытов с дозированием LiOH находилась на низком уровне и только в отдельных случаях в моменты пусков-остановов превышала 1 мкг-экв/кг.
Второй этап ведения указанного режима (при пусках-остановах) был не продолжительным из-за аварийного останова блока №5 <<насколько помнится, было термоциклическое повреждение опускной трубы и главный инженер СБГРЭС полагал, что этому способствовал именно литиевый режим>>. Содержание железа в питательной воде на протяжении этого этапа было несколько ниже, чем при обычном ведении водного режима. Возрастание железа в котловых водах в конце разгружения и при пуске блока было в 2-3 раза меньше, чем в предыдущем режиме с повышенным рН питательной воды. Фосфаты в котловых водах перед началом второго этапа обнаруживались в следовых количествах. Однако при осуществлении пусков-остановов фосфаты в котловых водах возросли за счет вымывания из ранее образовавшихся отложений. В начале и конце цикла пуска-останова для чистого и солевого отсека концентрации фосфатов в среднем составляли 0,6 и 1,2 мг/кг. В моменты остановов и пусков блока фосфаты в котловых водах повышались до 3-4 мг/кг.
Сравнение режима повышенного аминирования питательной воды с водным режимом при дозировании гидроокиси лития, проводившемся через некоторое время после первого режима на том же блоке (ст.№5), показывает, что в моменты остановов и растопок котла содержание железа в котловых водах в последнем случае примерно в два раза меньше, чем в первом. В соответствии со сказанным выше, это свидетельствует об увеличении прочности защитной пленки, образующейся на поверхности нагрева, контактирующей с котловой водой, большей ее устойчивости в условиях переменных тепловых и механических напряжений металла. Гидроокись лития рационально дозировать в количествах, обеспечивающих рН котловой воды чистого отсека не ниже 9,0. Концентрация лития, в отсутствие значительных присосов охлаждающей воды, будет при этом не менее 70 мкг/кг. Значительное увеличение содержания лития приведет к соответствующему повышению общего солесодержания и электропроводности котловых вод, что, по-видимому, не целесообразно, так как увеличение электропроводности среды интенсифицирует электрохимические процессы, к которым относится коррозия котельного металла.
2. Результаты испытаний литиевого режима на Разданской ГРЭС отражены в книге:
А.А. Кот, З.В.Деева. Водно-химический режим мощных энергоблоков ТЭС. М., Энергия, 1978. Стр. 91.
Обработка котловой воды гидроокисью лития была начата в декабре 1974 г. на энергоблоках 200 МВт Разданской ГРЭС. Результаты специальных исследований выполнены электростанцией совместно с ВТИ и Донецким отделением ОРГРЭС.
Для поддержания в первой ступени рН на уровне 9,3 концентрация лития должна быть 100-200 мкг/кг. При этом содержание лития в котловой воде солевых отсеков не следует поддерживать выше 2000 мкг/кг, так как это количество обеспечивает значение рН котловой воды второй ступени, равное 10,4.
Осмотр поверхностей нагрева котлов после четырехлетней эксплуатации на литиевом режиме показал, что на внутренней поверхности труб практически отсутствуют какие-либо коррозионные повреждения. Обработка котловой воды гидроокисью лития взамен фосфатирования может быть применена в том случае, если жесткость питательной воды практически отсутствует.
3. Есть также информация: Состояние, основные проблемы и направления совершенствования водно-химического режима АЭС. В.Ф.Тяпков, Р.Б. Шарафутдинов. Вестник Госатомнадзора России № 4, 2003 г.
Низкое солесодержание охлаждающей воды на Калининской АЭС позволяет эксплуатировать блоки с повышенными величинами присосов в конденсаторах турбин, не нарушая норм ВХР. Однако непринятие своевременных мер по обнаружению и глушению дефектных трубок в конденсаторах и несвоевременные действия персонала при критических величинах присосов приводили к отклонениям показателей качества продувочной воды ПГ.
В качестве превентивной меры для предупреждения коррозионного повреждения коллекторов ПГ на всех блоках ВВЭР-1000 предусмотрено периодическое дозирование в питательную воду гидроксида лития.
4. Из неизвестного источника:
Бескоррекционный водный режим используется при высоком и сверхвысоком давлении, когда качество питательной воды хорошее. На случай больших присосов в конденсаторе и повышение концентрации солей жесткости предусматривается возможность перехода на режим фосфатирования.
При бескоррекционном режиме возможны относительно низкие значения рН, что способствует усилению коррозии поверхностей нагрева. Для увеличения значения рН до необходимого уровня (рН > 9) лучше добавлять не летучий аммиак, а сильные щелочи NaOH, LiOH. Гидроксид лития при взаимодействии с железом (на поверхности стенки) образует стабильную пленку LiFeO2 (феррат лития), но с фосфатами литий образует труднорастворимые в воде соединения, образующие отложения на стенках трубы. Гидроксид лития нельзя применять при возможных режимах фосфатирования. Применяется едкий натр NaOH.
Известно, что гидроксид лития LiOH является эффективным ингибитором коррозии и замедлителем коррозионного растрескивания теплообменных труб парогенераторов [1, 2].
1. Горбатых В. П., Иванов С. О. Перспективы использования гидроксида лития в контурах АЭС с ВВЭР. — Вестник МЭИ, 2007, № 1, с. 14–28.
2. Горбатых В. П., Иванов С. О. О возможности применения гидроксида лития на различных этапах жизненного цикла парогенераторов АЭС с ВВЭР. — Вестник МЭИ, 2011, № 2, с. 10–14.