Dvojokruhové elektrárne

Diagram of two-circuit water-steam reactor


Dvojokruhový systém, znázornený na obrázku, sa skladá z okruhu na produkciu vodnej pary a okruhu s chladiacou vodou.

Voda je čerpadlami vytláčaná do parogenerátora (na ľavej strane), kde sa ohrieva štiepením jadier paliva alebo spaľovaním. Para je potom potrubím odvádzaná do parnej turbíny, poháňa ju, a vyrába elektrickú energiu. Turbína ústi do kondenzátora, kde sa para kondenzuje odovzdávaním tepelnej energie do chladiacej vody. Následne sa voda vracia naspäť do parogenerátora a proces začína odznova.


Úprava chemického zloženia vody pre optimálnu výkonnosť reaktora

Podmienky prostredia v parogenerátore vedú ku korózii a vytváraniu usadenín, čo môže značne znížiť výkonnosť elektrárne. Na zamedzenie týchto javov je potrebné optimalizovať chemické zloženie vody.

Na jednej strane musí byť voda ultračistá, no na druhej strane sa musí nepretržite monitorovať koncentrácia pridávaných činidiel na chemickú úpravu vody, napríklad fosfátov alebo zachytávačov kyslíka.

Parametre a limitné hodnoty vody cirkulujúcej v okruhu na vodnú paru, sú presne definované, napríklad v normách EN 12952 (vodorúrkové kotly a pomocné zariadenia) a EN 12953 (valcové kotly).

> Prehľad požiadaviek na vodu privádzanú do parných a teplovodných kotlov (EN 12953)

Monitorovanie chémie vo vode pomocou online analyzátorov od Metrohm Process Analytics

Water drop

Pre nepretržité monitorovanie koncentrácií látok a hodnôt parametrov sú najlepšiu voľbou prístroje od Metrohm Process Analytics. Tieto prístroje monitorujú požadované parametre plne automaticky a dajú sa nakonfigurovať tak, aby podnikli príslušné kroky, ak niektorá z hodnôt nie je v očakávanom rozsahu. Vďaka automatizácii sa vaše zásahy do tohto procesu zredukujú na minimum.

Analyzátory od Metrohm Process Analytics sú schopné monitorovať širokú škálu analytov a sú k dispozícii ako jednoparametrové, jednometódové alebo multiparametrové prístroje.

> Prehľad analytov, ktoré možno monitorovať kolorimetricky pomocou prístrojov od Metrohm Process Analytics

Hydrazín: Účinný zachytávač kyslíka

Alert Analyzer with nuclear power plant in background

Rozpustený kyslík je jedným z hlavných korozívnych činidiel vo vodných okruhoch. Značná časť tohto kyslíka sa odstráni tepelným odplynením vody privádzanej do kotla, ale zvyškový kyslík zostáva prítomný.

Na chemické odstránenie zvyškového kyslíka sa obvykle používajú redukčné činidlá, ako sú hydrazín alebo siričitan. Zatiaľ čo siričitan má tú nevýhodu, že do okruhu s vodnou parou privádza korozívny síran, hydrazín sa rozkladá iba na prchavý dusík a amoniak. Ďalšou výhodou je, že zvyšuje hodnotu pH a tým znižuje potenciál pre koróziu. Jedinou nevýhodou hydrazínu je jeho toxicita.

Koncentrácia hydrazínu vo vode privádzanej do kotla, musí byť dôkladne monitorovaná. Pre tento účel sú ideálne ICON analyzátory. Dokážu stanoviť obsah hydrazínu kolorimetricky v priebehu desiatich minút. Detekčný limit je v nižšom rozsahu μg/L.

> Ďalšie informácie o analyzátoroch z rady Plug and Analyze od Metrohm Process Analytics

 

Kremík: Nie úplne neškodný v okruhoch s vodnou parou

Detail of turbine blade

Prítomnosť nadmerného množstva kremíka v napájaní kotla alebo v zložení vody je kritická. Koloidný kremík nie je zachytený iónomeničmi a v kotli hydrolyzuje na rozpustný kremík. V dôsledku svojej prchavosti môže pri zvýšených tlakoch vniknúť do parného okruhu a následne sa usadiť na lopatkách turbíny. A to hlavne v prítomnosti kovov alkalických zemín.

Kremík je možné stanoviť kolorimetricky v rozsahu μg/L, napríklad pomocou ICON analyzátora.

> Ďalšie informácie o analyzátoroch z rady Plug and Analyze od Metrohm Process Analytics

Na stiahnutie

Voltampérometrické stanovenie medi

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

Zliatiny medi sú dnes používané prakticky vo všetkých kondenzátoroch v okruhu s vodnou parou. Nevýhodou je náchylnosť medi a jej zliatin ku korózii amoniakom. Výsledné produkty tejto korózie iniciujú jej ďalšie šírenie. Zlúčeniny medi sa v častiach parných turbín s vysokým tlakom zrážajú a usádzadajú sa na lopatky.

Zlúčeniny medi sa stanovujú voltampérometricky podľa normy DIN 38406-16. Príprava vzorky nie je potrebná.

> Ďalšie informácie o voltampérometrickom stanovení zlúčenín medi

Voltampérometrické stanovenie železa

Pri vysokých teplotách, para reaguje so železom na uhlíkovej oceli parných kotlov. To vedie k vytvoreniu tenkej vrstvy magnetitu, oxidu železitého (II, III), ktorý pasivuje oceľový povrch, a chráni ho tak pred ďalšou koróziou (Schikorrova reakcia).

V nepriaznivých podmienkach sa môže inhibičná magnetitová vrstva odlupovať, čo vedie k zvýšeným koncentráciám železa v okruhu s vodnou parou. Pravidelné stanovenie železa umožňuje sledovanie nielen koróznych procesov, ale aj tvorby a deštrukcie ochrannej vrstvy magnetitu.

Adsorpčná stripping voltampérometria (AdSV) umožňuje rýchlu a citlivú detekciu železa vo výrobných vodách okruhu s vodnou parou (voda privádzaná do kotlov, chemicky upravovaná voda, kondenzát) v elektrárňach. Detekcia sa uskutočňuje pridaním komplexotvorných činidiel na premenu železa na adsorbovateľné komplexy - ktoré sa po definovanom predkoncentračnom čase redukujú na povrchu elektródy. Detekčné limity v nižšom rozmedzí μg/L možno dosiahnuť použitím 2,3-dihydroxynaftalénu (DHN) ako komplexotvorného činidla.

Na stiahnutie

Inhibítory korózie

Chromatogram of corrosion inhibitors
Zinkové ióny, fosfáty a fosfonáty sú bežne používané ako inhibítory korózie v oceľových potrubiach. V prípade medi a zliatin medi, môžu byť ako inhibítory korózie použité triazoly, napríklad tolytriazol, benzotriazol a 2-merkaptobenztiazol. Triazolové zlúčeniny medi sú náchylné na oxidáciu a reagujú s pridávanými mikrobiocídmi. Kedže triazoly sa pridávať musia, pravidelné stanovenie koncentrácie triazolu je nevyhnutné.

Toto stanovenie sa vykonáva pomocou iónovej chromatografie so spektrofotometrickou detekciou.

> Ďalšie informácie o Metrohm iónovej chromatografii

Na stiahnutie

Monitorovanie korozívnych aniónov: Chlorid a síran

Chromatogram for chloride and sulfate
Chlorid spôsobuje bodovú koróziu na lopatkách a rotoroch turbín. V kombinácii so síranom navyše dochádza ku koróznej únave materiálu a koróznemu praskaniu (stress corrosion cracking - SCC). Aby sa zabránilo takýmto škodlivým účinkom, elektrárne musia monitorovať stopové množstvá týchto aniónov v okruhu s vodnou parou.

Toto je možné pomocou iónovej chromatografie s inline predkoncentráciou a elimináciou matrice.

> Ďalšie informácie o Metrohm iónovej chromatografii

Na stiahnutie

Ďalšie aplikácie a produkty

Pyrohydrolytická IC pre palivá

Fosílne palivá môžu obsahovať veľké množstvo síry. Pri spáľovaní týchto palív sa vytvára a do ovzdušia uvoľňuje oxid siričitý (SO2), preto je monitorovanie obsahu síry vo fosílnych palivách nevyhnutné.

Halogenidy napomáhajú vzniku korózie v chladiacich okruhoch elektrární a preto musia byť tiež monitorované.

Síru a halogény je možné stanoviť v pevných alebo kvapalných vzorkách pomocou pyrohydrolytickej iónovej chromatografie (CIC). Pri tejto metóde sa vzorka podrobí pyrohydrolýze, výsledný plyn je absorbovaný roztokom a následne sa analyzuje iónovou chromatografiou.

Ďalšie informácie o pyrohydrolytickej IC
Power plant with flue gas

Čistenie odpadových plynov

Aby sa z odpadových plynov odstránil CO2, plyn je ošetrený čistiacim roztokom obsahujúcim amín. Amíny reverzibilne chemicky viažu kyslý oxid uhličitý, ktorý je potom zahriatím znova uvoľnený, stlačený, sušený a skvapalnený.

Väzbovosť CO2 na čistiaci roztok dokážete stanoviť pomocou procesného analyzátora ADI 2045TI. Tento analyzátor je schopný sledovať niekoľko prúdov vzoriek a stanoviť väzbovosť CO2 na viaceré amínové čističe postupne.

Procesný analyzátor ADI 2045TI Pozrite si aplikáciu
Detail of turbine

Turbínové a mazacie oleje

Turbínové a mazacie oleje sú v elektrárňach vystavené extrémnym podmienkam. Mnohé medzinárodné normy definujú požiadavky a skúšobné postupy pre údržbu turbín v prevádzke.

Norma ASTM D 4378 špecifikuje, že číslo kyslosti a číslo zásaditosti sa stanovujú potenciometrickou titráciou a obsah vody sa stanovuje Karl Fischer titráciou.

Metrohm titrácia Karl Fischer titrácia

Na stiahnutie