PPT《核电化学知识培训》

2、O

2、H2O2等),以及自由基产物(OH、H、HO2等).当外来游离氧已去除时,辐射分解氧化产物就成为材料腐蚀所需氧的来源.如果水中含有氢,则由于它和辐射氧化产物之间的合成作用,能够抑制水的辐射分解.在未加氢的冷却剂中,由于辐解氧与金属化合而逐渐消耗,辐解氢将逐渐积累起来,此时也能起抑制氧含量的作用. 因而,有人认为冷却剂中无需另外加氢,尤其是不带硼运行的电厂,或者排水量较少的基本负荷电厂.但那些频繁排水的负荷跟踪电厂,还必需加氢.实际运行中,考虑泄漏及分布不均等因素,通常对每公斤冷却剂加入25?35mlH2(标准状态). B. 氢 试验表明,当每公斤冷却剂中含有14ml氢气时,才能有效地抑制水的辐射分解.实际核电厂运行中,考虑到泄漏和不均匀等因素,每公斤冷却剂中加入25ml ?40 ml氢气.加氢在化学与容积控制系统的容积控制箱中进行.氢的溶解度应遵循亨利定律.根据计算,若要达到上述氢浓度指标,则需将容积控制箱中氢气分压保持0.15?0.20MPa. C. 氯离子和氟离子 水中溶解氧与氯离子的共同作用是不锈钢应力腐蚀破裂的重要原因. 为防止发生应力腐蚀,除限制含氧量外.氯离子质量分数也不宜超过0.1 ? 10-6或0.15 ? l0-6. 对于因科镍合金,氯离子含量可适当放宽,因为这种合金对氯离子的应力腐蚀不甚敏感.水中存在微量氟离子既能明显加剧结合金的腐蚀和吸氢,又能与氧共同作用引起不锈钢的应力腐蚀. 目前压水堆一回路水质标准将氟含量规定在0.1 ? 10-6以下. D. pH值及pH值控制剂 pH值对金属腐蚀行为的影响 对于压水堆一回路水浸润表面的主要材料不锈钢和镍基合金,水质 偏碱能提高材料耐腐蚀性. 但是对于锆合金,水质偏碱会导致腐蚀速度增加, 当pH12时,腐蚀明显加剧.pH值对腐蚀产物在回路中的迁移的影响.腐蚀产物迁移是由于回路中温度不同引起腐蚀产物的溶解度不同,从而形成腐蚀产物在溶解度大的地方溶解,流到溶解度小的地方沉积下来的现象.如果能减少或防止回路中腐蚀产物向堆芯转移,使其免于活化,则不仅可以大大降低停堆后一回路的辐射水平,而且可以减少腐蚀产物在燃料元件表面的沉积,维持良好的传热条件,提高pH值有助于达到上述目的. 在碱性介质中,亚铁离子的溶解度在某一温度下有一最小值,pH值越高,相应的最小溶解度温度越低.此后,亚铁离子的溶解度随温度升高而增加.这样,在碱性溶液中,腐蚀产物从一回路较热的地方溶解,转移到温度低的地方沉积下来.因此,冷却剂保持较高的pH值,能使腐蚀产物从堆内迁移至堆外.pH值对腐蚀的抑制作用以及对腐蚀产物迁移的控制作用,在压水堆实际运行中已得到了充分的证实,对Yankee核电厂的试验表明,将pH值提高到9.5?10.5之间后,不锈钢和锆-2合金等材料的腐蚀速率大为减少.另外,原来在中性水质下长期沉积在燃料元件表面的腐蚀产物逐渐消失.综合上述因素,对于现行的压水堆核电厂一回路结构材料,水质偏碱性较好,以pH值为9.5 ? 10.5为宜.但pH值提高受到各种因素的限制,除前述锆合金腐蚀条件之外,为了防止有害杂质在堆芯构件缝隙处浓集,还应对非挥发性强碱(LiOH)的浓度加以限制.此外,对于采用带硼运行的反应堆,尤其在堆芯寿期初期,硼浓度很高,即使加入大量PH控制剂,也很难将pH值调整到9.5以上.事实上在反应堆运行初期,常将pH值下限取在弱酸范围内. pH控制剂的选择 为控制冷却剂pH值,需向水中引入一定量碱(pH值控制剂).最常用的方法为注入法,即定量地向冷却剂加入pH值控制剂.良好的pH值控制剂应具备以下条件:良好的pH值控制能力;