材料与水化学第7讲核电厂一回路水化学
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核电厂一回路水化学辐射优化控制研究作者:李建兴孔祥贡来源:《现代企业文化》2020年第03期中图分类号:TM623 文献标识:A 文章编号:1674- 1145(2020)01- 160- 01摘要在核电厂中,当一回路水质控制较差时会增强一回路的腐蚀性,加剧相关设备及材料的腐蚀,造成设备损坏,同时增强一回路的放射性活度,增加设备检修人员的集体剂量,最终形成辐射危害。
所以,在核电厂中,一回路水化学优化控制具有重要意义。
本文首先分析核电厂一回路水化学的特点,然后主要从溶解氧及溶解氢含量的降低两个方面,探讨水化学辐射的优化控制对策。
关键词核电厂一回路水化学辐射优化控制核电厂一回路水质的化学辐射受到多种因素的影响,首先是系统中相关设备的材料,其次是一回路水化学控制参数。
随着一回路腐蚀产物的积累,会增强一回路辐射场的强度。
腐蚀产物在系统表面产生,溶解到一回路冷却剂中流入冷却剂,最后通过主回路冷却剂传输到堆芯燃料包壳表面,被中子活化。
被活化之后的腐蚀产物会大大增加一回路辐射场的剂量,在管道拐角处沉积,形成局部热点,增加检修人员剂量。
一、核电厂水化学控制的特点在反应堆的运行过程中,一回路水化学控制的优劣会直接影响着燃料包壳的完整性,一旦控制不当,就会引起很多问题。
比如:第一,燃料元件包壳出现腐蚀现象,缩短燃料元件的正常使用寿命;第二,燃料棒表面结垢,降低传热效率;第三,腐蚀严重的情况下会造成燃料元件包壳破损,导致裂变产物的泄露,增强一回路的放射性活度。
水化学控制的优劣对反应堆核反应的正常运行有很大的影响。
所以,在核电厂中要求补给水的纯度较高,在最大程度上降低相关离子的浓度。
另一方面,在核电厂的运行中,为了抑制水的辐射分解而造成的含氧量的增加,会通过加氢的方式来解决,同时为了控制其pH值,也可以加入适量碱性较弱的氢氧化物。
二、核电厂回路水化学辐射优化控制一回路冷却剂水质的好坏,直接影响着相关设备的使用寿命。
当反应堆冷却剂的腐蚀性过强的时候,其性质无法正常发挥,设备不能正常使用,对反应造成不良影响,甚至有可能造成设备的直接报废。
核电厂一回路水化学辐射优化控制研究作者:安洋吴玉彬来源:《科技创新导报》2019年第14期摘; ;要:压水堆一回路的水,即反应堆冷却剂的水质问题非常重要。
水质的好与坏,直接影响到材料的使用寿命与性能,一回路的水具有极强的腐蚀性质。
如果水质的腐蚀性太过于强烈,水质不好会引起或加剧反应堆结构材料和燃料包壳材料的腐蚀,导致设备损坏以及在反应堆主、辅系统的放射性活度的增高,构成放射性危害。
因此,控制水质指标,成了核电厂水化学研究的重要问题。
关键词:一回路; 水化学; 控制中图分类号:TL341; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码:A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号:1674-098X(2019)05(b)-0093-021; 核电厂水化学控制的特点在反应堆的运行期间,一回路水化学的控制对燃料包壳的完整性有着很直接的影响。
如果水化学的控制不当。
容易出现很多问题。
(1)燃料元件包壳发生腐蚀,影响燃料元件使用寿命。
(2)燃料棒表面结垢,影响传热效率。
(3)严重时候会引起燃料元件包壳破损。
有可能导致裂变产物泄露事故的发生。
由于水化学的控制好坏的程度,会直接影响到反应堆核反应的进行。
因此在核电厂中,一般使用高纯的补给水,尽可能的降低Cl-,F-,O-等离子的浓度。
同时,核电厂一般通过加氢的方式,来抑制由于水的辐射分解所导致反应堆中含氧量的增加问题。
通过加入弱碱性的氢氧化物,来调控其pH值。
2; 核电厂水化学存在的一系列反应介绍核电厂水化学的反应,是极其复杂的。
目前国际上,尚未能完全弄清楚其各方面的过程。
完全了解清楚其所有反应。
2.1 反应堆中的放射现象在反应堆中,有着各种放射性物质的存在,如中子,氦核质子,氚核质子以及一些裂变碎片的存在。
由于存在这些粒子,因此反应堆中存在各种射线。
这些射线穿透能力大小不同,但是却与反应堆中的物质存在各种相互作用。
主要有(1)电离作用,射线打出物质的核外电子,使得物质产生电离。
核电机组启动阶段的一回路水化学控制摘要:压水堆核电站具有功率密度高、结构紧凑、安全控制容易、技术成熟、成本和发电成本相对较低的特点。
它是世界上使用最广泛的商用核电站,占轻水堆核动力机组总数的3/4。
高温高压轻水作为一回路冷却剂、慢化剂和二回路工作介质。
主系统冷却剂在强辐射条件下工作。
因此,核电站的水化学问题,如放射性污染、设备和材料的腐蚀、水质的保证和控制等变得非常复杂和严重。
多年来,国内外许多研究机构或专家对核电站水化学进行了大量的研究工作。
通过对水化学的控制,减少了腐蚀和放射性污染,从而维护了反应堆的运行安全,提高了核电站的可用性,效果显著。
关键词:核电机组;启动阶段;一回路;水化学控制1、前言作为包含核心的系统回路,系统设备长期处于高温、高压、高辐射环境中。
为了保证系统设备在使用寿命期内安全可靠地运行,水化学控制是必不可少的。
一次水化学主要从两个方面影响机组的运行安全:一是影响一次回路边界的完整性;二是影响堆芯外的辐射剂量水平。
实践表明,为了提高一回路水化学控制水平,减少腐蚀,减少放射性污染,除加强正常运行期间水质的监督控制外,机组启动阶段的水质控制也显得尤为直接和必要,对后续机组正常运行时的水化学有着直接而深远的影响。
2、启动期间的水化学指标机组启动时,通常只进行热态试验或大修,所有重要设备和管道容器长期处于停(备)开状态,不可避免地会产生大量杂质和腐蚀。
应严格控制含氧量及其它各项指标,尤其是含氧量高的水质指标。
2.1溶解氧氧本身是一种活性腐蚀元素,也是其他元素腐蚀不锈钢的催化剂。
当温度超过120℃时,会引起不锈钢和燃料包壳的应力腐蚀。
因此,在反应堆冷却剂温度升至120℃之前,溶解氧含量必须控制在100μg/kg以内,因此在化学平台期间加联氨进行除氧,确保主系统和稳压器溶氧小于100μg/kg,否则应停止升温和机组上升,直到溶解氧合格为止。
2.2氢水在高辐射环境中的分解反应是可逆的。
加氢可以有效地抑制水的辐射分解,从而减少氧化产物的生成,使一回路系统处于还原环境中。
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2020.14.039核电厂一回路水化学辐射优化管控探讨陈灯(福建福清核电有限公司 福建福清 350300)摘 要:压水堆核电厂一回路系统有很多需要控制的要素,不仅包括具体水化学反应的控制,还要重视其中冷却剂杂质问题,保证水质在机组不同运行模式下处于最优状态,减少放射性腐蚀产物的产生,并降低对主系统管道的腐蚀。
本文首先对核电站一回路水化学中反应堆放射现象及水辐射现象简单讨论,随后具体从水化学反应一般控制、溶解氧腐蚀控制以及水中杂质控制三方面详细讨论了优化管控方法,以供参考。
关键词:核电厂 一回路水化学 水质问题 优化管控中图分类号:TM623 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)05(b)-0039-02压水堆核电厂是我国核电事业发展中最主要的一类电站堆型,也是我国核电事业中的重要支柱。
一回路水化学是压水堆核电厂中关键构成内容之一,确保其效用良好,能够减少工作人员所受辐射,延长放射性屏障运行时间,从而实现压水堆核电厂安全运行。
目前核电厂一回路水化学管控质量提升中,工作重点主要集中在反应堆冷却剂水质控制以及溶解氧腐蚀问题的处理上,实现更有针对性的质量管控模式,以充分发挥一回路水化学的应用价值。
1 核电厂一回路水化学基本概述压水堆核电厂中的水化学反应比较复杂,不过具体可以从反应堆放射现象及水辐射两点简要讨论。
放射现象主要与反应堆中各类放射物质的存在有关,由其构成反应堆中各类射线的分布与穿透,同时这一过程中还存在着如电离作用、核转变作用以及射线激发与衰变作用等物质之间的相互作用,对水化学反应产生很多间接影响;水辐射基于冷却剂中大量氢氧自由基变换组合,因高温或电流作用而发生不稳定性化学变化,并在射线对水分子的轰击中借助辐射作用造成大量辐射自由基产物密布在冷却剂中,而且这些产物很不稳定,也无法准确测量反应[1]。
这些一回路水化学的系列反应把握是实现其质量控制的基础,据此我们看出这些反应会造成很多问题,如水含氧量增加造成各类结构材料以及燃料包壳上的腐蚀或结垢问题等,甚至可能在控制不当下出现裂变产物的泄漏,造成严重危害;所以水化学反应的控制更加重要也更加复杂,不仅要解决过氧问题,还要注意所用冷却剂中的高纯性,减少各类等离子的干扰,才能保证核反应的安全进行。
1582020.2MEC MODERN ENTERPRISE CULTURE对策建议 核电厂换料大修期一回路水化学控制孔祥贡 李建兴 海南核电有限公司中图分类号:TM623 文献标识:A 文章编号:1674-1145(2020)02-158-01核电站机组大修是核电厂重要生产活动之一。
机组在进行一个周期运行后需要对反应堆内核燃料进行替换,同时对设备进行预防性和纠正性维修。
反应堆水池中的水即为一回路水,它的主要作用为在反应堆燃料进行链式反应时慢化中子、对反应性进行控制、对一回路进行压力控制及对主系统具有放射性屏蔽作用等。
保证反应堆水池水质是核电厂检修及运行过程中的重中之重。
一、反应堆水池水质浑浊的现象(一)现场巡检机组换料大修完成低低水位检修工作后,对反应堆水池进行充水,充水过程中燃料操作人员在现场进行巡检,观察水池水质情况。
待反应堆水池充满水时,反应堆水池水质静置,此时燃料操作人员最终确认反应堆水池水质情况是否满足装载核燃料要求。
大亚湾、宁德、红沿河等多个核电站,在此作业窗口,燃料操作人员巡视无法看见下部堆内构件燃料落座堆芯下栅格板,反应堆水池水质不能满足燃料装载需求,装载核燃料工作暂停,投运净化回路,待反应堆水池水质满足进行燃料装载操作。
(二)水质化验结果在反应堆水池水质发生浑浊后,化学专业对余热排出系统(简称“RRA系统”)泵出口、反应堆换料水池和乏燃料水池的冷却和处理系统(简称“PTR系统”)过滤器前、后进行取样化验。
其中,投入净化回路水质改善情况举例,列出机组一次大修反应堆水池浑浊后投运净化回路后的各项指标变化情况。
在投运净化回路后,RRA系统泵出口、PTR系统过滤器前、后浊度有明显下降,净化回路对水质改善较大。
对水样中Fe,Co,Ni,Cr,Si02进行分析,水质中各元素含量无明显变化,与浊度无直接关系。
二、大修期间一回路水质浑浊的原因核电站大修过程中的检修项目及试验可能会造成水质浑浊原因如下:(一)长周期试验将杂质充入系统核电厂监督大纲运行试验按照周期执行(如有5a执行的一回路安全注入泵流量试验),这些试验设计的管线多年无流体流通或流体压力较低,由于长时间的积累,部分杂质沉积于管道内。