1、核 电 厂 水 处 理 用 离 子 交 换 树 脂 动 力 学 性能 试 验 方 法编 制 说 明（ 征 求 意 见 稿 ）2017 年 6 月11 任务来源及计划要求1.1 任务来源建立和完善适合我国工业基础的核电标准体系，是发展核电和推进核电国产化的基础性工作。为适应我国核电快速发展的形势，加快建立和完善核电标准体系，国家能源局已于 2009 年制定了压水堆核电厂标准体系建设规划 。根据规划精神，为进一步明确我国近期核电标准建设的具体任务，制定了压水堆核电厂标准体系项目表（简称体系表） 。本标准制订任务由国家能源局文件“国家能源局关于下达 2014 年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的
2、通知”（国能科技 201512 号）下达，体系表序号：102，计划编号：能源 20140729，由中广核工程有限公司联合苏州热工研究院有限公司、国核电力规划设计研究院共同编制，计划于 2017 年 3 月完成征求意见稿。1.2 计划要求根据课题任务书计划，本标准各阶段的完成时间安排为：2015 年 5 月 30日前，完成标准编制方案；2015 年 11 月 30 日前，完成标准初稿，2016 年 3月 30 日，完成标准征求意见稿及编制说明；2016 年 8 月 30 日，完成标准送审稿及编制说明；2016 年 12 月 30 日前完成标准报批稿和标准编制说明。国内无相关已建成的树脂动力学试验
3、平台，且该平台建设周期长，费用高。由于无法进行相关试验验证，经申请，标准征求意见稿及编制说明延至 2017 年完成，后续工作节点顺延。2 编制过程2.1 工作组简况核电厂水处理用离子交换树脂动力学性能试验方法标准课题工作组成员由中广核工程有限公司联合苏州热工研究院有限公司和国核电力规划设计研究院共同组成，工作组成员为：曹路（课题负责人） 、邓佳杰、朱志鹏、徐秀萍2等。2.2 编制原则本标准的编制按照 GB/T1.1-2009 标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写进行编制；本标准规定了核电厂水处理用离子交换树脂动力学性能试验方法，包括范围、规范性引用文件、术语和定义、原理、树脂试样制备
4、、测定步骤、MTC 计算。目前，国内开展树脂动力学试验研究的相关单位较少，课题组对国内已建、在建压水堆核电厂相关资料进行了广泛的收集和分析的基础上，参考 ASTM 标准和行业标准等相关文件（ASTM D 6302 和 DL/T 771-2014 等相关标准）编制适用于我国压水堆核电厂的树脂动力学试验方法。2.3 编制过程经过标准课题工作组的共同努力，在充分的技术调研及交流的基础上，2015 年 5 月完成标准编制方案编写工作，并组织外部专家进行了评审，2015年 11 月组织苏州热工研究院有限公司和国核电力规划设计研究院完成标准初稿编制。2017 年 6 月，在完成相关试验测试的基础上，完成标
5、准征求意见稿及编制说明的编制。3 调研和分析工作的情况标准课题工作组结合网络、电话以及现场考察与专项技术交流等多种方式对进行了有针对性的调研活动，收集并整理了大亚湾、岭澳一期、岭澳二期以及红沿河、宁德、阳江、防城港等 CPR1000 核电项目以及 EPR、AP1000 三代项目核电厂水处理离子交换树脂使用的相关信息。鉴于现已建核电项目，凝结水精处理树脂主要采用国外的产品，在与 DOW、三菱以及朗盛等树脂厂家的交流过程中，了解到，对于 MTC 的测定，各树脂厂家均主要参考 ASTM D 6302 进行，但略有区别。例如对于 MTC 测定玻璃夹套交换柱，三菱采用“2.0 cm100 cm”，朗盛采
6、用 “2.6 cm30 cm”；采用的测试溶液种类和浓度也与 ASTM D 6302 有区别。考虑到影响 MTC 测定的影响因素较多，为了规范期间，本标准参考 ASTM D 6302 对相应的测试条件进行了详细的规定。经调研，目前国内仅知悉苏州热工院、杭州争光和 DOW 具有测试条件。根据实际经验以及 DOW、三菱以及朗盛的反馈，在核电站范畴，凝结水精处3理系统所用树脂较可能会遇到动力学的问题，其余系统所用树脂，由于相应介质流速较小，通常不会在动力学方面遇到问题。而且，即便在凝结水精处理系统中，由于阳树脂的 MTC 值远通常高于阴树脂，在实践中其阳树脂也较少遇到动力学的问题。因此，各厂商在实际
7、工作中，通常仅对凝结水精处理系统所用阴树脂进行 MTC 测定。本标准制定过程中，考虑上述实际情况的制约，在试验方法的验证阶段，主要对凝结水精处理系统所用阴树脂的 MTC 进行测定。为对比方便，采用DL/T 771-2014 推荐的电导换算的方法确定硫酸根的浓度，从而测定相应阴树脂的 MTC 值。另外，目前，各核电厂凝结水精处理系统主要采用 OWEX MONOSPHERE 550A(OH)/ DOWEX MONOSPHERE 650C(H)和 Amberjet 9000 OH/ Amberjet 1600 H，运行工况为全挥发工况，本次测定也选用上述树脂在加氨条件下进行测定。测试结果如下表：MT
8、C 测定值（10 -4 m/s）树脂型号 厂家热工院 DOW 争光均值 平均偏 差相对平均偏差/%备注DOWEX MONOSPHERE 550A(OH)/ DOWEX MONOSPHERE 650C(H)陶氏 2.44 2.29 2.41 2.38 0.06 2.52 新Amberjet 9000 OH/ Amberjet 1600 H罗门哈斯 2.19 2.19 2.18 2.187 0.0043 0.2 新Amberjet 9000 OH/ Amberjet 1600 H罗门哈斯 2.18 2.28 2.18 2.21 0.043 1.95出厂6.5 年注：通过对三组数据计算分析，相对平均
9、偏差均小于 3%，此结果与标准 ASTM D 6302 中 测量重现性8%的要求相符。4 主要技术内容的说明4.1 标准的结构和内容：本标准的结构和内容分为范围、规范性引用文件、术语和定义、原理、树脂试样制备、测定步骤等六个部分。第一章：范围本章规定了本标准主要内容及适用范围。第二章：规范性引用文件4本章对本标准的引用文件进行了列举，并作为本方法的条款。第三章：术语和定义本章对本标准的术语进行了定义。第四章：原理本章对树脂质量传递系数（MTC）的测定方法进行了简单描述，对仪器设备的型号、试剂材料的种类及浓度等进行了规定，并配以试验装置示意图。第五章：树脂试样制备本章对树脂试样的取样、反洗、再生
10、及树脂颗粒的粒径测定等过程进行了描述，并对氢型、氢氧型树脂再生所需试剂、时间等进行了详细规定。第六章：测定步骤本章对树脂质量传递系数（MTC）的测定过程进行了详细描述，主要包括树脂装柱、MTC 值测定步骤、MTC 计算公式及参数说明、注意事项等四部分。其中，MTC 值测定步骤对计算公式中若干重要数据的取得进行了具体规定。5 与国外同类标准水平的对比分析参考 ASTM ASTM D 6302 Standard Practice for Evaluating the Kinetic Behavior of Ion Exchange Resins 和 DL/T 771-2014 发电厂水处理用离子交
11、换树脂选用导则进行编制。6 与现行法规标准的关系本标准作为能源局发布的压水堆核电厂标准体系中“g 运行/ga 运行管理” 领域的标准，可以有效补充和完善核电厂运行技术标准体系，并可用于指导和规范核电厂水处理用离子交换树脂的管理。当本标准与国家法律、法规的规定相抵触时，应按国家法律法规的规定执行。7 实施标准的要求和措施的建议无。8 废止现行有关标准的建议无。59 其他要说明的事项无。10 编制标准参考资料清单（根据必要性）1 GB/T 601 化学试剂 标准溶液的制备2 GB/T 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品制备3 GB/T 5475 离子交换树脂取样方法4 GB/T 5476
12、离子交换树脂预处理方法5 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法6 DL/T 519 发电厂水处理用离子交换树脂验收标准7 DL/T 771-2014 发电厂水处理用离子交换树脂选用导则8 ASTM D 6302-98, “Standard Practice for Evaluating the Kinetic Behavior of Ion Exchange Resins”9 ASTM D 2187, “Test Methods for Physical and Chemical Properties of Particulate Ion-exchange Resins”10 ASTM D 2687, “Practices for Sampling Particulate Ion-Exchange materials”11 Reactive & Functional Polymers 35 (1997) 55-73,“An evaluation of mass-transfer coefficients for new and used ion-exchange resins”
