核电厂水化学
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压水堆核电厂一回路水汽化学监督导则
压水堆核电厂一回路水汽化学监督导则是指对压水堆核电厂的一回路水和蒸汽进行化学监督的规定和指导。
一回路水和蒸汽在核电厂中起着重要的作用,它们不仅用于冷却核反应堆,还直接接触到核燃料和其他核设备,因此其化学性质对核电厂的安全和运行稳定性具有重要影响。
一回路水和蒸汽的化学监督主要包括以下内容:
1. 水质控制:监督一回路水的化学成分,确保其符合规定的标准。
包括控制水中的溶解氧、氧化还原电位、硅、铁、铜、铅、镉等离子的浓度,防止水中的腐蚀、沉积和污染。
2. 蒸汽质量控制:监督蒸汽中的化学成分,防止蒸汽中的杂质对设备和管道的腐蚀和堵塞。
包括控制蒸汽中的溶解氧、硅、铁、铜、铅、镉等离子的浓度。
3. 水处理剂的使用和监督:核电厂通常使用一些化学品作为水处理剂,用于控制水中的腐蚀、沉积和污染。
监督水处理剂的使用和浓度,确保其在安全范围内使用。
4. 水和蒸汽的监测和分析:定期对一回路水和蒸汽进行取样,进行化学分析,了解其化学特性和质量情况。
监测结果用于评估水质和蒸汽质量的稳定性,并根据分析结果进行必要的调整和控制。
5. 废水处理:对一回路水的废水进行处理和排放,确保其符合环境保护的要求。
通过对一回路水和蒸汽的化学监督,可以保证核电厂的一回路系统的安全运行和设备的寿命,减少事故和故障的发生。
同时,也可以保护环境,防止化学污染物的排放。
核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题研究核电厂的二回路水化学沉积与腐蚀问题是一个长期存在并需要重视的问题。
二回路是核电厂中的重要装置之一,它是将核反应堆中产生的热能转化为电能的关键部分。
二回路水化学沉积与腐蚀问题的存在会直接影响核电厂的正常运行和安全性能。
二回路水化学沉积是指在二回路中水中所携带的化学物质沉积在管道、换热器等设备表面形成结垢。
这些化学物质包括溶解氧、碳酸盐、硅酸盐、含铁离子等。
水化学沉积会导致管道内径减小、流动阻力增加,进而降低二回路的传热效率,并增加冷却剂系统的压力损失。
严重的话,还会导致管道堵塞,影响冷却剂循环。
对二回路的水化学沉积进行研究和防控非常重要。
针对二回路的水化学沉积问题,研究者们主要采取了以下措施。
根据不同水化学沉积的物质特性,制定具体的清洗方案。
对于溶解氧引起的氧化铁沉积,可以采用还原剂进行清洗。
加强二回路水质管理,控制化学物质的含量,防止沉积物的形成。
如在二回路中添加缓蚀剂,控制水中溶解氧的含量。
定期对二回路进行检测,监测管道内的结垢状况,及时采取清洗措施。
除了水化学沉积问题,二回路还存在着腐蚀问题。
二回路中的腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是由水中的化学物质直接与金属表面发生反应,导致金属在水中溶解。
电化学腐蚀则是由于金属表面的电位差引起的一种腐蚀形式。
腐蚀会使二回路内金属材料失去原有强度,可能导致管道破裂,并且会使管道内金属溶解物质进入冷却剂中,增加冷却剂中有害物质的含量。
对于二回路的腐蚀问题,研究者们也提出了一系列应对措施。
选用耐腐蚀性好的金属材料。
采用不锈钢、镍基合金等材料制作二回路的管道和设备。
尽量减少二回路中的气泡和悬浮固体物质的存在,以减少局部腐蚀的发生。
经常进行腐蚀监测和防护,对于有蚀点和腐蚀倾向的区域加强防护措施,如涂覆防腐涂层或加装防腐保护层。
二回路水化学沉积与腐蚀问题对核电厂的安全和运行效率具有重要影响。
通过制定具体的清洗方案、加强水质管理、定期检测和采取防护措施等措施,可以有效地防控二回路的水化学沉积与腐蚀问题。
2020年第24期/总第318期0引言核电厂二回路良好的水化学工况取决于系统设计、结构、设备材料等,在电厂设计完成投运后水化学管理就成了水质控制的关键手段。
近几年,随着对二回路系统水化学控制的不断改进,二回路系统水质已得到明显改善,减少了二回路系统设备的腐蚀,保障着核电厂的安全稳定运行。
1二回路水化学控制优化1.1水化学管理理念提升二回路系统化学控制的目的是降低系统设备的腐蚀,减少腐蚀产物转移到蒸汽发生器内,降低蒸汽发生器二次侧的杂质离子浓度,改善传热管的缝隙化学环境,从而避免蒸汽发生器传热管的晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。
目前,核电厂水化学管理的关键已经从控制水质的不超标转变为尽量降低系统杂质离子的含量。
因为只有在系统使杂质离子控制在尽量低的水平,才能有效地降低二回路系统的腐蚀,防止蒸汽发生器传热管的腐蚀开裂。
[1]核电厂化学人员对重要系统的关键参数建立了趋势跟踪,全面了解电厂的化学状态,当实验室检测的化学参数与前几次数据结果和化学控制规范指标比较时,发现化学数据超出期望值/控制值或者对比近几次分析数据有明显异常或者有劣化趋势,则立即确认取样的代表性和分析结果的准确性,比较在线仪表与化学离线分析数据,以判断超值数据的正确性,再结合系统设备的运行状况变化,判断是否为化学偏离或异常,如判断为化学偏离或异常则根据化学异常管理流程,立即汇报处理并分析出现异常的原因,根据纠正行动的等级采取相应的纠正措施,在规定的纠正时间内将化学参数恢复到正常的化学控制值范围内。
对于长期存在的异常情况,化学人员联合运行、维修人、设备管理人员成立了专项工作小组,共同商讨对策,研究解决,分析化学异常的原因,并决策下一步的纠正行动,直至异常化学参数恢复到正常控制值范围内。
核电厂二回路系统水化学控制优化昌桐刘慧宇郑文君摘要核电厂二回路水化学控制在电厂运行过程中起到关键作用,良好的水化学控制方法可以最大限度地降低二回路系统设备特别是蒸汽发生器的腐蚀,提高核电厂运行的安全性和可靠性。
核电厂二回路系统水化学控制优化摘要:核电厂二回路水化学控制,在核电厂运行中起着十分关键的作用,科学合理的控制方法,能够避免二回路系统设备受到侵蚀,保证其运行的稳定性与安全性。
基于此,文章对核电厂二回路系统水化学控制进行的优化展开了分析,从而实现改善水质的目的。
关键词:核电厂;二回路;水化学控制核电厂二回路的水化学工况,会受到多方面因素的影响,包括系统设计合理与否、结构科学与否以及设备材料质量等。
核电厂设计完成并正式投入使用之后,水化学管理就成为了控制水质的核心内容。
近些年,我国核电厂建设规模进一步扩大,很多技术人员针对二回路系统的水化学控制展开了深入研究。
系统设备受腐蚀的情况大大减少,水质也得到了改善,能够为核电厂稳定运行创造良好条件。
1核电厂二回路水化学控制优化1.1水化学管理理念对核电厂二回路系统进行化学控制的主要目的在于,以免系统设备受到腐蚀,延长使用寿命,避免腐蚀产生物进图到蒸汽发生器中。
做好二回路系统的优化工作,还能够为传热管创造良好的运行环境,避免在应力和腐蚀作用下开裂,影响整体运行效果。
过去受到技术、资金等方面因素的影响,核电厂在水化学管理方面的要求相对来说比较低,仅仅以控制水质不超标为主。
新形势下,除了要保证水质之外,还需要尽可能降低系统中杂质离子的含量。
杂质离子含量和系统受腐蚀程度是正比例关系,换言之,杂质离子含量越高,系统受腐蚀就会越严重,这也是管控的重点内容。
对于核电厂的化学人员而言,在二回路系统水化学控制优化方面,针对关键参数需要建立完善的跟踪机制,实时掌握化学状态和具体数据。
将收集得到的信息和标准值进行分析,或是和实验室检测的化学参数、数据结果予以对比。
如果发现化学数据和期望值相差过大,或是近几次试验得到的数据有明显的波动,则应该关注样品选择是否具有代表性。
收集在线仪表与化学离线数据,以此为基础来判断超值数据是否正确。
根据系统设备的实际运行状况,判断是否出现化学偏离,如果确定为化学偏离或异常,则严格按照化学异常的流程进行管理与纠正。
核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题研究随着核电站建设的增加,核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题引起了广泛关注。
本文对核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题进行了研究,并分析了研究结果。
核电厂二回路主要由蒸汽发生器、汽轮发电机和冷却水系统组成。
在运行过程中,二回路水中会存在大量的离子和微粒子,如Cl-、SO42-、Fe2+、SiO2等。
这些离子和微粒子会随着循环水流动在系统内沉积和堆积,导致系统内出现水化学沉积。
同时,这些离子和微粒子还会与金属管道和设备表面发生化学反应,导致系统内腐蚀的发生。
为了研究核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题,本文采用了多种方法。
首先,对二回路中的水化学成分进行了分析和测试,得到了二回路水的离子浓度和微粒浓度数据。
其次,对系统内主要金属材料的材料特性和耐蚀性进行了研究和测试。
最后,采用微观和宏观相结合的方法对二回路水化学沉积和腐蚀现象进行了观察和分析。
研究结果表明,二回路中主要的水化学成分是Cl-、SO42-、Fe2+、SiO2等。
其中Cl-和Fe2+是主要的腐蚀离子,SO42-和SiO2是主要的沉积物。
系统内的管道和设备主要由碳钢、不锈钢和铜合金等材料组成。
在常温常压下,这些材料都具有一定的抗蚀性能。
但是,在高温和高压下,系统内的水化学沉积和腐蚀问题将更加明显。
本文还分析了二回路水化学沉积和腐蚀问题的影响因素。
主要包括水质、水温和水压等因素。
其中水温是影响二回路水化学沉积和腐蚀问题最重要的因素之一。
在高温下,水中的离子和微粒子会更容易沉积在系统内,同时金属材料的抗蚀性能也会下降。
因此,在核电站的设计和运行过程中,应该注意控制二回路水的温度和水质,以减少水化学沉积和腐蚀的发生。
总之,核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题是一个比较复杂的问题。
需要综合考虑水化学成分、金属材料特性、水温水压等因素进行研究和分析。
通过控制水质和温度等措施,可以有效减少二回路水化学沉积和腐蚀的发生,确保核电厂的安全运行。
压水堆核电厂水化学知识一、绪论1.1、水在核电厂的作用:(1)中子慢化剂:将快中子慢化为易引发核反应的热中子;(2)主回路冷却剂:将核反应产热传导至二回路;(3)发电工质:通过水汽循环实现热能发电;(4)冷却水:将二回路余热导入最终热阱(海水)、设备冷却水(闭式冷却水)、定子冷却水、轴封冷却水;(5)辐射屏蔽:水是良好的放射线屏蔽剂,核电厂的换料水池、乏燃料池充满水可起到吸收中子及辐射屏蔽作用;(6)其它:消防水、配制各种去污剂等1.2、水化学对材料腐蚀的作用:通过对水中杂质含量限制、调整水的酸碱性和氧化还原性可有效控制水对材料的腐蚀速率和损伤程度,延长设备使用寿命。
1.3、水化学对控制集体剂量的贡献:1)通过水质控制可以抑制材料腐蚀,减少腐蚀产物产生量;2)适宜的水质可以减少燃料破损的风险,减少裂变产物进入一回路冷却剂;3)冷却剂酸碱性及氧化还原性的合理调配,可以改变活化腐蚀产物的释放、迁移、沉积路径。
二、水化学基础知识2.1、水的密度随温度变化:1)常压时,在0~4℃之间,水具有反膨胀性,T↑→ 密度↑;2)大于4℃的饱和水,T↑ → 密度↓(符合热胀冷缩规律)2.2、水是离子型化合物的优良溶剂。
2.3、溶解度:一定温度下,某种物质溶解在一定量溶剂中达到饱和时所能溶解的量。
2.4、溶液:一种或几种以上的物质高度分散(以分子、离子或原子状态)到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物。
能溶解其他物质的物质叫溶剂;被溶解的物质叫溶质。
2.5、胶体溶液:数量较多的分散质粒子的直径在1nm—100nm之间的分散系,是一种高度分散的多相不均匀体系。
2.6、悬浮液:大量的微小的不溶性固体颗粒因布朗运动而分散于液体中形成的混合物。
固体颗粒粒径通常大于100nm。
2.7、浓度单位:一般有摩尔浓度、质量浓度、体积浓度。
如:mol/L、mg/kg、μg/kg 、ml/kg等,也有无量纲单位ppm、ppb、ppt(通常表示数量级)。
一、十个概念:1. 核电站一回路系统:反应堆冷却剂系统又称为一回路系统,它是核电站的最重要的系统,也是核电站区别于其他类型电站的本质特征。
反应堆冷却系统使反应堆冷却剂在规定压力、温度的条件下正常进行循环、并载出堆芯热量的系统。
2. 核电站二回路系统:核电站的二回路系统即以汽轮机发电机组设备为主的系统,在该系统中主要实现蒸汽获得、冲转汽轮机、带动发电以及对乏汽进行冷却等功能。
由汽轮机,发电机,凝汽器,凝结水泵,给水加热器,除氧器,给水泵,蒸汽发生器,汽水分离再热器等设备组成。
3. 快中子增殖堆:由快中子引起裂变链式反应的反应堆。
其在运行时,能在消耗易裂变核素的同时生产易裂变核素,且能使所产多于所耗,实现易裂变核素的增殖。
4. 反应堆:核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。
5. 蒸汽发生器:是核电站一回路和二回路的枢纽,它将反应堆内产生的热量传给蒸汽发生器的二回路水侧,产生蒸汽推动汽轮机做功。
【采用间接循环的反应堆动力装置中把反应堆冷却剂从堆芯获得的热能传给二回路工质使其变为蒸汽的热交换设备。
有产生过热蒸汽的直流式蒸汽发生器和带汽水分离器、干燥器的饱和蒸汽发生器两类。
】6. 反应性:反应堆的中子有效增殖因数keff 与1之差相对keff 之比。
用此无量纲数(符号“ρ”)来衡量增殖介质系统偏离临界状态的程度。
单位可用百分数、pcm(1015);也可用缓发中子总份额;作单位,称“元($)”。
eff eff eff eff K K K K ∆=-=1ρ7. 剂量当量:就是用来度量不同类型的辐射所引起的不同生物效应,其单位为雷姆(rem )或希沃特(Sv )。
8. EPRI :(Electric Power Research Institute, EPRI )成立于1973年,是一个非赢利的能源和电力科研机构、协调组织,经费由美国主要的公用电力公司资助。
核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题研究一、引言核电站是现代工业中最重要的能源供应设施之一,然而核电站运行中的设备腐蚀和沉积问题一直是制约核电站长期安全运行的重要因素之一。
尤其是在核电站的二回路系统中,水化学沉积和腐蚀问题更加值得关注。
本文将针对核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题展开详细研究。
二、核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题概述核电厂二回路系统主要是通过蒸汽发电和供热的过程中使用的系统,其中包括蒸汽发生器、汽轮机、凝汽器和再循环系统等,这一系统的主要特点是高温高压环境下的水化学环境。
在运行的过程中,容易产生各种各样的水化学沉积和腐蚀问题,如硅沉积、铜沉积、氧化膜腐蚀等。
1. 水化学沉积核电厂二回路系统中常见的水化学沉积问题主要有硅沉积和铜沉积。
硅沉积是指在高温高压下,水中游离的硅含量过高,容易在管道壁面结晶成硅酸盐物质,导致管道堵塞和磨损。
铜沉积则是由于水中铜含量过高,容易形成铜的络合物,导致管道腐蚀,并且会影响系统的热传导性能。
2. 腐蚀问题在核电厂二回路系统中,常见的腐蚀问题主要有氧化膜腐蚀和应力腐蚀裂纹。
氧化膜腐蚀是指在高温高压下,管道表面形成的一层氧化膜受到破坏,导致金属暴露在水化学环境中,容易发生腐蚀。
应力腐蚀裂纹是指在受到机械应力和水化学环境共同作用下,管道表面容易产生裂纹现象,从而导致腐蚀和管道疲劳损伤。
三、核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题的影响因素核电厂二回路系统中的水化学沉积和腐蚀问题受到多种因素的影响,主要包括水质、温度、压力、材料及操作等方面。
1. 水质核电厂二回路系统中水质的变化直接影响水化学沉积和腐蚀问题的发生。
水中溶解固体和气体的含量、酸碱度等都会对系统的腐蚀和沉积产生影响。
2. 温度和压力在高温高压环境下,水化学沉积和腐蚀问题更容易发生。
高温会加速金属材料的腐蚀速度,而高压则会增加水化学沉积的难度。
3. 材料核电厂二回路系统中所使用的材料也是影响水化学沉积和腐蚀问题的重要因素。
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。
核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题研究摘要:核电厂二回路水化学沉积与腐蚀是核电厂运行中的常见问题之一,它会导致设备损坏、性能下降甚至停机维修,对核电厂的安全和经济运行带来负面影响。
本文通过对该问题的研究,分析了其成因和影响,提出了相应的预防和治理方法。
关键词:核电厂;二回路水化学沉积;腐蚀;设备损坏;预防与治理一、引言核电厂二回路是核电厂中重要的部分,它起到传热和冷却的作用。
二回路中的水经过长时间运行后,容易发生化学沉积和腐蚀的问题,导致设备损坏和性能下降。
二、成因分析2.1 水质因素:二回路中的水中含有各种离子和杂质,这些物质会通过水的循环,沉积在设备表面,形成沉积物,阻塞管道。
水中溶解氧和二氧化碳等物质会导致设备腐蚀。
2.2 水力因素:二回路中的水流过程中会产生水垢和沉积物的悬浮,这些悬浮物会附着在设备表面,形成沉积物。
2.3 温度因素:二回路中的水温度变化较大,温度过高或过低都会引发水化学反应和沉积。
三、影响分析3.1 设备损坏:沉积物的堆积会导致管道阻塞,水流速度降低,设备内部压力增加,最终导致管道破裂等设备损坏。
3.2 性能下降:沉积物增加了设备的热阻抗,降低了传热效率,导致设备性能下降。
3.3 停机维修:当沉积物严重影响设备运行时,核电厂需要停机进行维修和清理,这将导致生产中断和经济损失。
四、预防与治理方法4.1 水质监测:定期对二回路中的水质进行监测和分析,及时发现和纠正异常水质,预防沉积和腐蚀的发生。
4.2 清洗措施:定期对设备进行清洗和冲洗,去除沉积物和水垢,保持设备表面清洁。
4.3 防腐蚀措施:通过加入缓蚀剂或使用防腐蚀材料,减少设备受到腐蚀的风险。
4.4 优化水流:通过优化管道设计和水流搅拌,防止沉积物的沉积和堆积。
4.5 提高水质:采用适当的水处理方法,提高二回路水的质量,减少沉积物和溶解氧等物质的含量。
五、结论核电厂二回路水化学沉积与腐蚀问题对核电厂的安全和经济运行造成了重要影响。
核电厂水化学基础理论培训复习第一章水化学主要在几个方面影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率?水化学从两个方面影响压水堆的运行安全:1、影响核电厂含有放射性的屏障的安全性;2、影响堆芯以外的辐射场的放射性积累,从而影响工作人员经受的辐射剂量。
水化学的良好控制可以使上述二个问题对核电厂的不利影响大为减少,从而改善核电厂的安全性。
良好的水化学控制是确保屏障的完整性的重要手段。
影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率。
第二章解释下列术语的含义1.溶液一种物质(或几种物质)分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的分散体系叫做溶液(solution)。
(这种分散体系是混合物的特例。
被溶解的物质叫做溶质(solute),能溶解其它物质的物质叫做溶剂(solvent)。
凡气体或固体溶于液体时,则称液体为溶剂,而称气体或固体为溶质,若两种液体(或物质)相互溶解时,通常把量多的一种液体(或物质)叫做溶剂,量少的一种叫做溶质。
)2.溶解度物质的溶解度是一定温度下(对气体还应指明压力),物质溶解在一定量溶剂中达到饱和时(刚好达成平衡状态)所能溶解的量。
3.氧化还原反应从得失电子的角度给氧化还原反应下定义:凡是有电子转移(电子的得失或电子对的偏移)的反应就是氧化还原反应。
(根据反应中电子转移的情况得出的氧化还原反应定义是实质性定义。
这里把氧化还原反应的概念拓展了,只要是失去电子的反应就是氧化反应,只要是得到电子的反应就是还原反应。
)4.混合物由两种或两种以上的物质所组成,每种组成物质都保持自己的同一性和特有的性质,叫做混合物。
(比如黑色火药是碳、硫磺和硝酸钾的混合物;空气是氮、氧、二氧化碳、水蒸气和一些其它气体的混合物。
由于混合物中的每一种组分都保持自己的特征性质,所以混合物中的各组分可以用物理的办法加以分离。
自然界的物质一般都是混合物,而纯净物质是非常少见的。
)5.化合物由两种或两种以上元素的原子相互结合而成的新物质为化合物。
1.1简述水化学控制的主要内容和水化学在压水堆核电厂安全运行中的重要作用。
水化学控制的主要内容:
(1)恰当的化学处理(如pH值和氧含量的控制)
(2)使用高纯补给水,严格控制水质质量标准。
(3)一回路和二回路水有效的净化。
(4)防止杂质的进入。
(5)在冷却剂系统中使用化学药品的纯度应具有质量保证。
(6)在核电站控制区使用化学物质,应具有核安全条例。
(7)核电站管理部门应制定水质监测,腐蚀监督和辐射场报警的管理法规及对策。
重要作用:保障含有放射性的屏障的完整性、降低辐射场剂量1.2水化学主要在哪几个方面影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率?
水化学从两个方面影响压水堆的运行安全:
1、影响核电厂含有放射性的屏障的安全性;
2、影响堆芯以外的辐射场的放射性积累,从而影响工作人员经受的辐射剂量。
水化学的良好控制可以使上述二个问题对核电厂的不利影响大为减少,从而改善核电厂的安全性。
良好的水化学控制是确保屏障的完整性的重要手段。
影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率。
2.6水的质量组成如何?复杂水分子的组成通式如何表示?何为分子
的缔合?何为氢键?何为饱和蒸汽?画出水的状态图,并说明三相点的温度和压力。
水的质量组成:H 11.11% O 88.89%
复杂水分子:(H2O)x
分子的缔合:由简单分子结合成比较复杂的分子,而不引起物质的化学性质改变的现象。
氢键:与负电性强的元素(尤其是氟和氧)做共价结合的氢原子,还可以再和此类元素的另一原子相结合。
此时所形成的第二个建成为氢键。
饱和蒸汽:当蒸汽和生成蒸汽的液体处于平衡时,此时的蒸汽成为饱和蒸汽。
水的状态图
温度:+0.007℃压力:6.13e2 Pa
2.11什么是水的离子积?水溶液的PH值是如何定义的?并写出各自的表达式。
在酸、碱和中性水溶液中的PH值范围是多少?
水的离子积:将水中[H+][OH-]的乘积叫做水的离子积。
Kw=[H+][OH-] PH值:H+离子浓度的负对数为溶液的PH值。
PH=-lg[H+] PH=-lg[Kw/[OH-]]
2.12已知溶液的PH值为10,计算氢离子浓度
2.16用化合价变化的观点和点子转移的观点加深对氧化反应、还原反应等概念的理解。
升失氧还降得还氧
3.1何谓腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂、氢腐蚀?
化学腐蚀:金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。
电化学腐蚀:金属表面与离子导电的介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。
点腐蚀:是一种高度局部的腐蚀形态,一般小孔直径等于或小于它的深度。
小而深的孔可能穿透金属材料,引起物料流失或设备报废。
晶间腐蚀:是一种由微电池作用而引起的局部破坏现象,是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料晶粒边界深入内部,直至成为溃疡性腐蚀,使整个金属强度完全丧失,晶粒间已丧失了结合力,失去金属声音,甚至成为粉状。
应力腐蚀断裂:是指金属或合金在腐蚀和拉应力的同时作用下产生的断裂。
氢腐蚀:由于金属内部存在氢或氢相,引起的金属破坏。
可分为“氢鼓泡、氢脆、氢蚀”等。
3.2金属的保护,常见的方法有哪几种?并加以简单说明。
钝化:在浓氧化性酸中,铁、铝会生成一层致密的氧化膜组织浓酸与金属反应。
提高金属表面的电化学均匀性:提高金属的纯度,提高加工表面的光洁度、平整度,设计零部件时考虑其各部分手里、受热均匀,从而使表面不提供阴阳极,或即使产生两极,其电势差也很小,以防止腐蚀。
保护层:采取涂漆、电镀、化学镀、搪瓷、磷化等方法使腐蚀介质与金属隔离。
电化学保护:通电加强电极极化,将腐蚀电势差降到最低限度(分阳极保护与阴极保护)
加缓蚀剂:在介质中加入能降低金属腐蚀速率的物质,极化作用加强腐蚀电流下降,从而降低腐蚀速率。
3.3锆合金的四种腐蚀机制(高温转折点、氢脆内氢脆、苛性腐蚀、应力腐蚀)
锆合金的氧化腐蚀:222H FeO Zr O H +→+ 刚开始反应非常缓慢,氧化膜增加到一定厚度时,腐蚀速率突然增加,随后又减缓并趋于恒定值 。
影响因素(温度、冷却剂流速、中子注量率、热通量、冷却剂水质)
锆合金的应力腐蚀:
概念:锆合金在应力(残余应力、热应力、工作应力)和腐蚀介质共同作用下的一种腐蚀形式。
特点:当应力远小于屈服极限,而且没有明显塑性变形时,锆合金即遭到破坏。
引起的局部腐蚀发展快,危险性大,2400C~5000C 比较敏感,4000C 时最敏感。
锆合金的氢脆:锆合金与高温水反应生成氢气、一部分能穿过养活莫
扩散到锆合金中被吸收。
被吸收的氢通过热扩散在金属中的低温处浓集,超过极限溶解度时会析出ZrH1.5,是脆性增加。
影响因素(温度升高溶解度增加,因而高温下影响较小)
锆合金的内氢脆:氧化锆由燃料包壳内壁向外表面呈辐射状析出,使包壳产生裂缝,甚至贯穿关闭造成裂变产物的泄露。
3.4腐蚀产物长期积累会带来什么危害?
腐蚀产物长期积累将降低传热效率、增加堆芯流阻,甚至可能导致流道局部阻塞,引起严重事故。
4.2硼作为种子吸收剂的优点是什么?硼酸在反应性控制中的作用及浓度如何调节?
优点:以水合物硼酸的形式存在,不引进其他核素,且有较高溶解度,天然硼同位素中10B子吸收截面大反应生成物稳定,11B活化概率低,且硼酸廉价易得。
作用:控制较慢的反应性变化,如补偿燃耗和堆启动升温过程中的负反应性变化,补偿裂变产物积累引起的反应性降低等。
浓度调节:由化学和溶剂控制系统完成,提高浓度——注入硼,降低浓度——注入纯水,运行后期需要浓度较低可使用OH阴离子交换树脂。
4.3天然硼中10B与11B各占百分之多少?
10B 19.8% 11B 80.2%
4.6曾经担心硼酸作为可溶性中子吸收剂可能存在的问题是什么?是否有“隐患”存在?
起初,硼酸在回路中的沉积行为令人忧虑和迷惑,人们担心在实际运行过程中硼酸可能由于某种原因沉积到材料表面,而后又因其他原因释放到冷却剂中。
沉积释放隐患。
事实上是不存在的,硼的沉积释放引起的反应性变化很小,近代化控压水反应长期运行中并无此种隐患。
5.2分别根据辐解产物的化学形态、化学性质,将水的辐解产物分类。
化学形态:自由基产物、分子产物
化学性质:氧化性产物、还原性产物
5.3试述水的主要辐解产物及其影响因素
水和氢离子氢氧基水和电子氢原子氢分子二氧化氢过氧化氢影响因素:溶液成分和杂质、ph值、LET传能线密度和辐射剂量、温度和压力的影响。
5.5简述硼酸水溶液在反应堆条件下的辐射分解及其影响。
向压水堆冷却剂中加氢的目的与作用是什么?
10B(n,α)7Li反应生成反冲氦核(α粒子)和7Li核具有很大的LET 值,使反应2H2O—H2+H2O2的份额增加。
加氢抑制水的辐射分解,消除水肿游离氢,降低水中氧化性辐解产物浓度
6.1压水堆放射性物质的来源是什么?水溶液中常见的裂变产物有哪些?如何去除?
来源于堆芯放射性物质的累积:1燃料中的裂变产物2结构材料腐蚀产物的活化。
冷却剂中常见的裂变产物:放射性碘、惰性气体裂变产物、其他裂变产物。
去除:
6.2燃料包壳破损前对堆芯外一回路系统放射性水平主要贡献者是什么核素?燃料包壳破损后在主冷却剂中最主要的裂变产物是什么核素?
6.3给出一回路主要腐蚀产物Fe3O4在主冷却剂中的溶解度随冷却剂温度好PH值变化的特性曲线,并加以说明。
6.4目前PWR一回路冷却剂PH值选定是多大为适宜?7LI最低限值是什么?为什么随燃耗而改变?
PH=7.5 浓度0.25mg/L 硼酸在消耗,生成7Li
6.5近年来轻水堆核电厂源项控制技术手段的创新有哪几种?
1通过提高一回路冷却剂请浓度水平,来抑制冷却剂对堆内构件的腐蚀。
2想冷却剂注入浓度为5—35ug/L的Zn,来置换从堆芯释放到一回路冷却剂中的60Co和58Co。
3采用燃料组件超声波净化技术。