Proceso de tratamiento de aguas para planta de vapor.En una planta de vapor,

se previene la adhesión de costra al interior de un dispositivo específico, mientras se reduce la cantidad de un agente como la hidracina al nivel más bajo posible. Se produce un cambio temporal en el ambiente químico o una variación aproximadamente periódica en el ambiente químico en un canal (21) en el interior de un dispositivo prescrito, durante el funcionamiento de la planta de vapor

Proceso de tratamiento de aguas para planta de vapor.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un proceso de tratamiento de aguas para una planta de vapor, empleado en, por ejemplo, la generación de energía nuclear o energía térmica. Concretamente, la presente invención se refiere a un proceso de tratamiento de aguas empleado en una planta de vapor para prevenir la adhesión de costra a un dispositivo, como por ejemplo una bomba de agua de alimentación, una bomba de drenaje, una bomba de elevación de presión de agua de alimentación, un calentador, un orificio, o una válvula de control, que se encuentra instalado en un canal de un sistema circulatorio de la planta de vapor y que se ve afectado de manera adversa por la adhesión de costra.

Antecedentes de la invención

Por ejemplo, en una caldera de paso único de una planta de vapor para la generación de energía térmica, la costra formada en la cara interior de un tubo de generación tiene una tendencia a tomar una forma de onda conforme mejora la calidad del agua de alimentación, y esta costra en forma de onda provoca un incremento de la pérdida de flujo de la caldera de paso único.

Hay procedimientos de tratamiento de aguas conocidos para reducir dicha costra en forma de onda, por ejemplo, un procedimiento de aumento de la concentración de hidracina en agua de alimentación de sistemas auxiliares, como el descrito en la solicitud de Patente Japonesa No Examinada con Nº de Publicación Sho 61-231306, un procedimiento de inyección de hidracina a la entrada de un economizador de una central térmica, como el descrito en la solicitud de Patente Japonesa No Examinada, con Nº de Publicación Hei 2-280890, y un procedimiento de inyección de un agente oxidizante como oxigeno, ozono, o peroxido de hidrógeno al agua de alimentación, como el descrito en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, con Nº de Publicación Sho 61-231307, y en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, con Nº de Publicación Sho 63-15002.

Estos procedimientos tratan de resolver problemas causados por la adhesión de costra a una caldera de una planta de vapor para la generación de energía nuclear o térmica reduciendo la cantidad de la propia costra eliminando la elución de hierro en el agua de circulación en un sistema circulatorio mediante tratamiento de aguas para reducir la cantidad de hierro que está siendo transportado a la caldera.

Como ejemplo, se describirá el proceso convencional de tratamiento de aguas para una central térmica descrita en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, con Nº de Publicación Sho 63-15002 con relación a la figura 6. La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de una planta de vapor en una central térmica. En la figura 6, (1) es un condensador, (2) es un calentador de baja presión, (3) es un desaireador, (4) es una bomba de agua de alimentación, (5) es un medidor de flujo del agua de alimentación, (6) es un calentador de alta presión, (7) es un economizador, (8) es una caldera, (9) es una turbina, (10) es un inyector de amoníaco, (11) es un inyector de hidracina, (12) es un medidor de conductividad eléctrica para controlar el volumen de inyección de una bomba de dosificación del inyector de amoníaco (10), y (13) es un analizador de hidracina para controlar la cantidad de inyección de una bomba de dosificación del inyector de hidracina (11).

En primer lugar, se procederá a describir el comportamiento del vapor y agua de circulación del sistema circulatorio en la estructura anteriormente indicada.

Una vez que el vapor introducido al condensador (1) de la turbina (9) se condensa en agua condensada, esta agua condensada se precalienta con el calentador de baja presión (2), se desairea con el desaireador (3), se vuelve a precalentar con el calentador de alta presión (6) y el economizador (7), y a continuación se alimenta a la caldera (8) para ser calentada y convertida en vapor en su interior. A continuación este vapor se introduce en la turbina (9) para accionar la turbina (9), accionando de esa manera un generador (no mostrado). A continuación, el vapor descargado desde la turbina (9) se introduce en el condensador (1) y se vuelve a condensar en agua. Seguidamente se vuelve a repetir el ciclo anteriormente descrito.

A continuación se procederá a describir un proceso de tratamiento de aguas del agua de circulación en este sistema circulatorio.

Los dispositivos anteriormente indicados, así como las tuberías para conectar estos dispositivos, que constituyen una central térmica están hechos principalmente de metal. Para prevenir la elución del óxido de hierro formado en estas superficies de acero en el agua de circulación, el pH del agua de circulación generalmente se controla a un valor de entre 9'0 y 9'5 inyectando de manera continua una solución de amoníaco desde el inyector de amoníaco (10), que se conecta a la tubería en el lado de salida del condensador (1), según el valor del medidor de conductividad eléctrica (12) instalado en la tubería en el lado de entrada del desaireador (3). Además, simultáneamente, para desairear el agua de circulación, se inyecta hidracina al agua de circulación con el inyector de hidracina (11) instalado en la tubería en el lado de salida del condensador (1) para mantener la concentración de la hidracina que permanece en el agua de alimentación a la entrada del economizador (7) convencionalmente en un intervalo de valores de 10 μg/l o superior y, generalmente, entre 10 μg/l y 100 μg/l.

Este control de la cantidad de inyección de hidracina, se lleva a cabo de manera que sea proporcional al caudal del agua de alimentación en base al valor detectado con el medidor de flujo del agua de alimentación (5) instalado en la tubería en el lado de descarga de la bomba de agua de alimentación (4) o según el valor detectado con el analizador de hidracina (13) en el lado de entrada del economizador (7).

Descripción de la invención

El proceso de tratamiento de aguas convencional anteriormente indicado para 1a. planta de vapor se centra en la inhibición de la adhesión de costra a, principalmente, el interior del generador de vapor (caldera), pero no se centra en la inhibición de la adhesión de costra a otras partes del canal para el agua de circulación en el sistema de circulación de la planta de vapor. Por consiguiente, el proceso presenta problemas, por ejemplo, un incremento en la presión diferencial debido a la adhesión de costra en forma proyectante o en forma de onda a un conducto de vapor en un generador de vapor, un incremento en la presión diferencial debido a la adhesión de costra en forma de onda a las superficies de las caras por las que fluye el agua de un orificio y una boquilla de un medidor de flujo, un incremento en la presión diferencial debido a la adhesión de costra en forma de onda a la superficie interior de un tubo fino en un calentador de agua de alimentación, y un incremento en el volumen de vapor de accionamiento o un incremento en la corriente eléctrica de un motor de accionamiento debido a la adhesión de costra en forma de onda a un impulsor en una bomba de agua de alimentación.

Además, la hidracina, que se utiliza en los procedimientos descritos en los Documentos, Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Nº de Publicación Sho 61-231306 y Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Nº de Publicación Hei 2-280890, es cara y afecta al medio ambiente, referente a lo cual hay mucha preocupación. Por consiguiente, recientemente se ha requerido reducir la cantidad de hidracina utilizada al máximo posible.

En los procedimientos descritos en los Documentos Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Nº de Publicación Sho 61-231307 y Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Nº de Publicación Sho 63-15002, se utilizan agentes oxidizantes. En el caso de inyectar un agente oxidizante en agua de alimentación, son además necesarias medidas para mejorar la durabilidad de los equipos de sistemas auxiliares. Por tanto, tales procedimientos son difíciles de aplicar a centrales nucleares bajo las presentes circunstancias.

Además, en una bomba centrífuga utilizada en una bomba de agua de alimentación, el agua en un espacio entre la superficie del impulsor opuesta a la superficie de la cara por la que se introduce el agua y la superficie interior de una cámara de voluta o espiral fluye con dificultades hacia el exterior, por lo que permanece en el espacio. La costra se forma con facilidad sobre la superficie del impulsor en contacto...

1. Proceso de tratamiento de aguas para una planta de vapor que incluye un generador de vapor para generar vapor por calor desde una fuente de calor, una turbina de vapor accionada por el vapor del generador de vapor, un condensador para condensar el vapor que sale desde la turbina de vapor, un alimentador de agua para alimentar el agua condensada en el condensador al generador de vapor, y un canal de circulación para conectar secuencialmente el generador de vapor, la turbina de vapor, el condensador, y el alimentador de agua, caracterizado porque produce temporalmente un cambio en el ambiente químico en el canal del interior de un dispositivo prescrito dispuesto en el canal, durante el funcionamiento de la planta de vapor.

2. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 1, caracterizado porque el cambio en el ambiente químico consiste en un incremento en el pH del agua en el canal del interior del dispositivo prescrito.

3. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 2, caracterizado porque el intervalo de incremento en el pH es de 0'1 ó superior y 1'0 ó inferior.

4.Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque el incremento en el pH se consigue inyectando temporalmente una base volátil en el canal próximo al dispositivo prescrito en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del dispositivo prescrito.

5. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, caracterizado porque el incremento en el pH se consigue incrementando temporalmente la cantidad inyectada de una base volátil bajo la condición de inyección constante de la base volátil al canal próximo del dispositivo prescrito en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del dispositivo prescrito.

6. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 4, caracterizado porque la planta de vapor presenta por lo menos un canal bifurcado que está bifurcado desde el canal en el lado de aguas arriba del dispositivo prescrito y se vuelve confluente con el canal en el lado de aguas abajo del dispositivo, y se dispone en paralelo el mismo tipo de dispositivo que el dispositivo prescrito en el canal bifurcado; y

bajo la condición de inyección de un base volátil en el canal bifurcado próximo al mismo tipo de dispositivo en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del mismo tipo de dispositivo, se reduce la cantidad de base volátil suministrada al mismo tipo de dispositivo, cuando la base volátil se suministra al dispositivo prescrito, en aproximadamente la misma cantidad que la de la base volátil suministrada al dispositivo prescrito.

7. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 5, caracterizado porque la planta de vapor presenta por lo menos un canal bifurcado que está bifurcado desde el canal en el lado de aguas arriba del dispositivo prescrito y se vuelve confluente con el canal en el lado de aguas abajo del dispositivo, y se dispone en paralelo el mismo tipo de dispositivo que el dispositivo prescrito en el canal bifurcado; y

Bajo la condición de inyección de un base volátil en el canal bifurcado próximo al mismo tipo de dispositivo en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del mismo tipo de dispositivo, se reduce la cantidad de base volátil suministrada al mismo tipo de dispositivo, cuando se aumenta la cantidad suministrada al dispositivo prescrito, en aproximadamente la misma cantidad que la cantidad incrementada de la base volátil suministrada al dispositivo prescrito.

8. Proceso de tratamiento de aguas para una planta de vapor que incluye un generador de vapor para generar vapor por calor desde una fuente de calor, una turbina de vapor accionada por el vapor del generador de vapor, un condensador para condensar el vapor que sale desde la turbina de vapor, un alimentador de agua para alimentar el agua condensada en el condensador al generador de vapor, y un canal de circulación para conectar secuencialmente el generador de vapor, la turbina de vapor, el condensador, y el alimentador de agua, caracterizado porque se produce un cambio en el ambiente químico, aproximadamente periódicamente, en el canal del interior de un dispositivo prescrito dispuesto en el canal, durante el funcionamiento de la planta de vapor.

9. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 8, caracterizado porque el cambio en el ambiente químico consiste en una fluctuación en el pH del agua en el canal del interior del dispositivo prescrito.

10. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 9, caracterizado porque el intervalo de la fluctuación en el pH es de entre pm0'05 y pm0'3 de un valor estándar predeterminado.

11. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, caracterizado porque el ciclo de la fluctuación en el pH se encuentra dentro del intervalo de entre 5 minutos y 1 hora.

12. Proceso de tratamiento de aguas según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la fluctuación en el pH se consigue inyectando una base volátil al canal próximo al dispositivo prescrito en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del dispositivo prescrito, mientras la cantidad inyectada varía aproximadamente periódicamente.

13. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 12, caracterizado porque la planta de vapor presenta por lo menos un canal bifurcado que está bifurcado desde el canal en el lado de aguas arriba del dispositivo prescrito y se vuelve confluente con el canal en el lado de aguas abajo del dispositivo, y se dispone en paralelo el mismo tipo de dispositivo que el dispositivo prescrito en el canal bifurcado; y

Se inyecta una base volátil al canal bifurcado próximo al mismo tipo de dispositivo en el lado de aguas arriba del mismo o en el interior del mismo tipo de dispositivo mientras se causa una fluctuación aproximadamente periódica en la cantidad inyectada de tal manera que la fluctuación presenta una fase aproximadamente opuesta a la de la fluctuación en la cantidad suministrada al dispositivo prescrito.

14. Proceso de tratamiento de aguas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el dispositivo prescrito es el alimentador de agua.

15. Proceso de tratamiento de aguas para una planta de vapor que incluye un generador de vapor para generar vapor por calor desde una fuente de calor, una turbina de vapor accionada por el vapor del generador de vapor, un condensador para condensar el vapor que sale desde la turbina de vapor, un alimentador de agua para alimentar el agua condensada en el condensador al generador de vapor, y un canal de circulación para conectar secuencialmente el generador de vapor, la turbina de vapor, el condensador, y el alimentador de agua, caracterizado porque

El alimentador de agua es una bomba centrifuga que incluye una cámara de voluta o espiral y un impulsor aproximadamente con forma de disco dispuesto de manera que puede rotar en la cámara de voluta o espiral y que transfiere el agua introducida al centro del impulsor desde el exterior de la cámara de voluta o espiral al exterior de la cámara de voluta o espiral desde la circunferencia del impulsor mediante una fuerza centrifuga producida por la rotación del impulsor; y

Se produce un cambio en el ambiente químico en un espacio entre la superficie del impulsor opuesta a la superficie de la cara por la que se introduce el agua y la superficie interior de la cámara de voluta o espiral, durante el funcionamiento de la bomba centrifuga.

16. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 15, caracterizado porque el cambio en el ambiente químico consiste en un aumento en el pH del agua en el espacio.

17. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 16, caracterizado porque el aumento en el pH hace que el pH del agua en el espacio sea de 7 o superior y de 12 o inferior.

18. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, caracterizado porque el aumento en el pH se consigue inyectando una base volátil en el espacio.

19. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 15, caracterizado porque el cambio en el ambiente químico consiste en una disminución en el pH del agua en el espacio.

20. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 19, caracterizado porque la disminución en el pH hace que el pH del agua en el espacio sea de 5 o superior y de 9 o inferior.

21. Proceso de tratamiento de aguas según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque la disminución en el pH se consigue inyectando un ácido en el espacio.