Dienstag, 30. Juli 20242 2目 录1.核能及其利用2.核电厂概况3.核电厂主要设备4.核电厂一回路水工况5.核电厂二回路水工况 1. 核能及其利用1.1 能与核能•能（即能量）是物质运动的量度•核能——轻原子核的融合和重原子核的分裂都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，简称核能 地球上的铀、钍等核裂变能资源和氘、氚、锂等核聚变能资源 •1939年德国哈恩等人发现了重核的自发裂变和在种子轰击下的裂变，从此开始了原子能时代的新纪元 Dienstag, 30. Juli 20244 4放射性现象的发现•1911年，卢瑟福提出了原子的行星模型他认为原子犹如一个小小的太阳系，中间是原子核(相当于太阳)，集中了原子质量的极大部分；周围是电子(相当于行星)，围绕着原子核旋转•1919年卢瑟福用α粒子轰击氮，使氮转变成了氧，人类历史上破天荒第一次实现了原子的人工转变•1932年，英国物理学家查德威克发现了一种新的基本粒子，这种粒子不带电荷，被称为中子这一突破性的发现不仅导致了现代原子核理论的建立，而且为人们提供了一种轰击原子核的强有力的新型“炮弹” Dienstag, 30. Juli 20245 5•1934年，法国科学家约里奥·居里和伊伦·居里在用α粒子轰击铝时，发现了人工放射性。
•1935年，年轻的意大利物理学家费米，铀经中子轰击后，产生了前所末见的新放射性，这种放射性由成分相当复杂的β射线所组成 铀原子模型 铀原子由一个原子核和围绕原子核旋转的92个外围电子组成；原子核又包括92个带正电荷的质子和143个电中性的中子（铀-235）或146个中子（铀-238） Dienstag, 30. Juli 20247 7自发裂变或衰变现象•有些重核会自发地以粒子（碎片、α、β或γ）的形式发出能量•例如镭、铀等物质，具有天然放射性 Dienstag, 30. Juli 20248 8核裂变•重金属元素铀-235的原子核吸引一个中子后产生核反应，使这个重原子核分裂成两个(极少情况下会是3个)更轻的原子核以及2～3个自由中子，还有射线和中微子，并释放出巨大的能量•裂变的链式反应 ——当中子轰击铀-235原子核时，一部分铀-235原子核吸收中子而发生裂变如果铀-235核裂变产生的中子又去轰击另一个铀-235，将再引起新的裂变，如此不断地持续进行下去 Dienstag, 30. Juli 20249 9裂变能量计算•假定铀235吸收一个中子后，裂变成一个溴85核和一个镧148核，同时放出三个中子。
铀235的质量为235.124，溴85的质量为84.938，镧148的质量为147.96，中子的质量为1.009•裂变前的质量总和为：235.124＋1.009＝236.133； 裂变后的质量总和为：147.96＋84.938＋3×1.009＝235.925g；•裂变过程中质量的减少为：236.133－235.925＝0.208g Dienstag, 30. Juli 20241010损失的质量到哪儿去了呢? Dienstag, 30. Juli 20241111•爱因斯坦推导出一个著名的质能转换公式：E＝mc²，其中c是光速(约等于每秒30万公里)，m是静止物体的质量，E是静止物体所含的能量•由这个公式可以方便地计算出铀核裂变放出的能量约为194兆电子伏近似地说来，每次裂变大约释放200兆电子伏的能量 Dienstag, 30. Juli 20241212•1克铀235完全裂变所释放的能量，相当于2,000,000克(2吨)优质煤完全燃烧时所释放的能量•也就是说，裂变能大约要比化学能大二百万倍！ Dienstag, 30. Juli 20241313裂变的“临界状态”•链式裂变反应自己维持进行，或者维持自持链式裂变反应的条件(或状态)是至少有一个中子而且不多于一个中子从每一次裂变到达另一次裂变。
•天然铀中主要含有铀235和铀238两种同位素，前者约占0.72％，而后者约占99.27％经研究表明，铀235在各种能量的中子作用下，均可能裂变，而且前者的裂变几率大大地超过后者•因此，要造成链式反应，实际上只能利用天然铀中含量极少的铀235 Dienstag, 30. Juli 202414141.2 能量资源分类•化石能源——煤炭、石油、天然气•水能、风能、海洋能•太阳能——来自地球以外的太阳能，包括太阳辐射能生物质能•潮汐能——地球、月亮和太阳等天体之间有规律的运动所形成的能•地热能——地球本身蕴藏的能力资源，储藏于地球内部的地热能•核能——…… Dienstag, 30. Juli 20241515世界电力工业的发展•1875年世界上第一台火力发电机组建于巴黎北火车站的直流发电机，用于照明供电•1904年意大利试验地热发电成功 •1912年德国建成世界第一座潮汐电站•1920年前苏联建成第一座热电站 •1925年美国制成世界第一台100MW汽轮发电机组•1929年美国建成第一座抽水蓄能电站，7000kW Dienstag, 30. Juli 20241616•1954年，原苏联建成世界第一座核电站并网发电•1957年美国安装第一台超临界火力发电机组（31MPa,621/566/566，125MW）。
•1970年法国制成世界第一台燃气蒸汽联合循环发电机组•1991年世界最大水电站--巴西/巴拉圭的伊泰普水电站建成，12600MW•1998年12月，世界最大燃气联合循环电站--香港龙鼓滩电站（8×320MW）， 一期工程（6×320MW）建成投产 Dienstag, 30. Juli 202417171.3 核能的特点•核能的特点是能量高度集中•1t铀-235(U235)在裂变反应所放出的能量约等于1t标准煤在化学反应中把放出能量的240万倍 •各种电厂燃料消耗比较：类型功率MWe年需用燃料 ton日需用燃料 ton火电厂-煤1200400 万1.2万火电厂-油1200260 万0.8 万核电厂1200601/6核电厂-快堆120021… Dienstag, 30. Juli 202418181999年世界发电量的分类构成•水 电 17.5% •煤 电 38.1% •气 电 17.1% •油 电 8.5% •核 电 17.2%•其 他 1.6% •合 计 100.0% 14764（亿KW.h） Dienstag, 30. Juli 20241919核电主要发达国家核电比例•法国和立陶宛核电比例高于75%。
•比利时、瑞典、乌克兰、韩国等为40~60%•德国、芬兰、英国等为20~30%•美国、俄罗斯、加拿大等为10~20%•中国目前为2% Dienstag, 30. Juli 20242020我国核电发展与现状我国核电发展与现状•我国自行设计建造的第一座核电站——秦山30万千瓦核电站（图），1991年12月15日并网发电来•从法国引进电功率为2×90万千瓦的广东大亚湾核电站，于1993年投入运行，两座机组年发电量可达100亿度•2000年，向巴基斯坦出口的恰希玛核电站，电功率为30万千瓦 Dienstag, 30. Juli 20242121•广东岭澳两座90万千瓦级核电站于2002－2003年分别投入运行•秦山二期（图）二座60万千瓦自行设计建造的商用核电站已于2002－2003年分别投入运行•从加拿大引进的秦山三期二座电功率为70万千瓦的重水堆核电机组也已于2002－2003年分别投入运行 Dienstag, 30. Juli 20242222我国为什么要发展核电呢？我国为什么要发展核电呢？•煤炭资源有限，不可能作为长期主要能源 •煤的运输量大，由煤造成的运输紧张状况不可能解决 •煤炭的污染严重，我国的环境将无法承受 •煤是－种重要的不可再生的化工原料 Dienstag, 30. Juli 202423231.4 什么是核电站•核电站是利用原子核裂变反应放出的能来发电的装置，其核心是核反应堆。
•核反应堆的种类有多种，按引起裂变的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆l由于热中子更容易引起铀─235 裂变，因此热中子反应堆比较容易实现和控制热中子反应堆有轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆l目前已运行的核电站以轻水堆居多，我国已选定轻水压水堆（PWRs）作为第一代核电站 Dienstag, 30. Juli 20242525 Dienstag, 30. Juli 20242626 Dienstag, 30. Juli 202428281.5 辐射化学•辐射化学是研究电离辐射与物质相互作用时产生的化学效应的化学分支学科•电离辐射包括放射性核素衰变放出的α、β、γ射线，高能带电粒子(电子、质子，氘核等)和短波长的电磁辐射由于裂变碎片和快中子能引起重要的化学效应，它们也可用作电离辐射源 Dienstag, 30. Juli 20242929辐射化学的研究领域•辐射化学的研究领域可细分为气体辐射化学、水和水溶液辐射化学、有机物辐射化学、固体辐射化学、剂量学、有机化合物的辐射合成、高分子辐射化学和辐射加工工艺学 Dienstag, 30. Juli 20243030辐射化学的特点 辐射化学反应与普通化学反应相比，有一些明显的特点：•由电离辐射引起的原初激发态、离子态常具有极高的能量和活性，用光化学的方法一般难于产生；•在射线通过介质产生的径迹周围，活性粒种形成一种特殊的分布，一组组紧挨在一起的激发分子和离子的群团不均匀地分布于空间；•电离辐射与介质相互作用时，介质吸收能量是无选择性的，而光子只有在光量子值等于介质分子或原子中某一定能级差时，才能被吸收而引起原子和分子的跃迁。
Dienstag, 30. Juli 20243131辐射的计量单位 1. 放射性强度的单位 放射性强度是度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里(Ci)、贝克(Bq)和克镭当量2. 照射量及其单位 照射量(Exposure)是用来度量放射性同位素放射出的射线，即度量X射线或g射线在空气中电离能力的物理量，其单位为伦琴(R) Dienstag, 30. Juli 202432323. 吸收剂量、剂量率及其单位 吸收剂量是用来度量被辐射物体吸收量，即被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收量，其单位为拉德(rad)或戈瑞(Gy)4. 剂量当量、剂量当量率及其单位 剂量当量就是用来度量不同类型的辐射所引起的不同的生物学效应，其单位为雷姆(rem)或希沃特(Sv)单位时间内的剂量当量称为剂量当量率，其单位用rem·s-1或rem·h-1等表示 Dienstag, 30. Juli 202433332. 核电厂概况 Dienstag, 30. Juli 20243434压水堆核电厂原理图 Dienstag, 30. Juli 20243636 Dienstag, 30. Juli 20243939 Dienstag, 30. Juli 202440402.1 核电站的种类2.1.1 压水堆压水堆•压水堆是指用高压水作冷却剂，堆中的水在高压下通过蒸发器将二次回路的水加热变成蒸汽的反应堆。
•反应堆用2%～3%的低浓缩铀作燃料•慢化剂是水，用传热效率较高的水作介质•反应堆特点：体积小，造价低，技术上比较容易掌握 Dienstag, 30. Juli 202441v核岛——整个一次回路系统被称为核蒸汽供应系统，也称为核岛，它相当于常规火电厂的锅炉系统v常规岛——由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二次回路系统，与常规的火电厂汽轮机发电机基本相同，称为常规岛照片…… Dienstag, 30. Juli 202442422.2.2 快中子增殖堆—核燃料的增殖 •快中子堆以钚-239为裂变燃料，以铀-238为增殖原料(不裂变)•钚-239裂变反应应用的是快中子，而不是热中子•裂变产生的中子即是快中子，因此快中子堆中不需要慢化剂 Dienstag, 30. Juli 20244343•用快中子轰击钚-239原子核产生裂变•一个钚-239原子核裂变放出的中子数平均值比一个铀-235核裂变放出的中子数多•因此，钚-239裂变产生的中子数除维持反应堆的链式反应外，多余的中子被铀-238俘获后可产生新的钚-239•而且新生的钚-239比堆芯内消耗的钚-239还多，这样就实现了核燃料的增殖。
Dienstag, 30. Juli 20244444 Dienstag, 30. Juli 20244545快中子反应堆的特点•快中子增殖堆的结构以钚-239为核燃料组成堆芯，铀-238为增殖原料，安放在堆芯周围形成增殖层(再生区)•冷却剂用液态钠，以大大减少中子的吸收损失 •1951年，美国按上述原理建成世界上第一座快中子增殖堆•到70年代末，快中子示范电站功率已达3万kW，开始进入实用阶段 List Dienstag, 30. Juli 202446462.2.3 沸水堆核电站•以沸水堆为热源的核电站沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆•沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点它们都需使用低富集铀作燃料 Dienstag, 30. Juli 20244747沸水堆核电站系统•主系统（包括反应堆）•蒸汽-给水系统•反应堆辅助系统 Dienstag, 30. Juli 20244848ABWR——先进型沸水堆核电站•ABWR最大的显著特点之一是采用一体化设计的核蒸汽供应系统，大大减少材料用量，比相应PWR机组材料节省50%以上，同时也减少了材料相应的问题。
•ABWR整个系统都具有放射性是其另一特点 Dienstag, 30. Juli 20244949ABWR压力壳关键设备图 Dienstag, 30. Juli 20245050ABWR RPV制造用材料 部件加工方式材质牌号ASME规范筒身与封头钢板锻件Mn-1/2 Mo-1/2 Ni3/4Ni-1/2Mo-Cr-V低合金钢SA-533,TypeB,class1SA-508 class3筒身及封头法兰锻件3/4Ni-1/2Mo-Cr-V低合金钢SA-508 class3带法兰管嘴锻件C-Si低合金钢SA-508 class3疏水管嘴锻件C-Si碳钢SA-508 class1附件/仪表管嘴锻件、棒材无缝钢管Cr-Ni-Mo不锈钢Ni-Cr-Fe(UNS No6600)SA-182,Grade F316L或316或SA-336class F316L或F316SB-166或SB-167短管锻件、棒材无缝钢管Ni-Cr-Fe(UNS No6600)Ni-Cr-Fe(UNS No6600)SB-564SB-166或SB-167 Dienstag, 30. Juli 202451512.2.4 重水堆核电站• 以重水堆为热源的核电站。
重水堆是以重水作慢化剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核燃料重水堆可用轻水或重水作冷却剂，重水堆分压力容器式和压力管式两类• 重水堆核电站是发展较早的核电站，有各种类别，但已实现工业规模推广的只有加拿大发展起来的坎杜型压力管式重水堆核电站 Dienstag, 30. Juli 202452522.3 核电站的安全措施•核安全——•保护核电厂工作人员、公众和环境免受反应堆裂变产物可能造成的放射性危害保证核安全的三要素：•反应性控制•堆芯冷却•放射性产物的包容 Dienstag, 30. Juli 20245353核电站的四重屏障屏障为防止放射性物质外逸设置了四道屏障：1. 裂变产生的放射性物质90％滞留于燃料芯块中 2. 密封的燃料包壳 3. 坚固的压力容器和密闭的回路系统 4. 能承受内压的安全壳 Dienstag, 30. Juli 20245454专设安全设施•核电站设置了一整套的专设安全设施，以便在故障或事故工况下起到保护和缓解作用•不使事故扩大，防止堆芯烧毁，确保第三道屏障即安全壳的完整性，防止放射性物质外逸 Dienstag, 30. Juli 20245555•在核电厂设计中，始终把安全放在第一位•在设计上考虑了当地可能出现的最严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害，即使发生了最严重的自然灾害,反应堆也能安全停闭，不会对当地居民和自然环境造成危害。
Dienstag, 30. Juli 20245656地震防范要求 Dienstag, 30. Juli 20245757•在核电厂设计中甚至还考虑了厂区附近的堤坝坍塌、飞机附毁、交通事故和化工厂事故之类的事件•例如一架喷气式飞机在厂区上空坠 毁，而且碰巧落到反应堆建筑物上，设计要求这时反应堆还是安全的 Dienstag, 30. Juli 202458582.4 核电站的纵深防御措施•纵深防御包括以下五道防线•第一道防线——精心设计，精心施工，确保核电站的设备精良有严格的质量保证系统，建立周密的程序，严格的制度和必要的监督，加强对核电站工作人员的教育和培训，使人人关心安全，人人注意安全，防止发生故障 •第二道防线——加强运行管理和监督，及时正确处理不正常情况，排除故障 • Dienstag, 30. Juli 20245959•第三道防线——设计提供的多层次的安全系统和保护系统，防止设备故障和人为差错酿成事故 •第四道防线——启用核电站安全系统，加强事故中的电站管理，防止事故扩大 •第五道防线——厂内外应急响应计划，努力减轻事故对居民的影响 Dienstag, 30. Juli 202460602.5 核电与火电的区别•核电站与火电站最主要的不同是蒸汽供应系统。
核电站利用核能产生蒸汽的系统称为“核蒸汽供应系统”，这个系统通过核燃料的核裂变能加热外回路的水来产生蒸汽•从原理上讲，核电站实现了核能－热能－电能的能量转换•从设备方面讲，核电站的反应堆和蒸汽发生器起到了相当于火电站的化石燃料和锅炉的作用 Dienstag, 30. Juli 20246262•采用饱和蒸汽汽轮机，入口蒸汽过热度不超过20-60ºC•汽轮机多数级在湿蒸汽条件下工作，汽机的焓降小（约为火电的65%），故需蒸汽量大•凝汽器冷却水耗量增大约一倍•所以，为保证汽轮机效率，核电站大多采用半速汽轮机，体积、重量、末级叶片大大 Dienstag, 30. Juli 20246565 Dienstag, 30. Juli 2024663. 核电厂主要系统3.1. 核岛主要系统 Dienstag, 30. Juli 202467 Dienstag, 30. Juli 202468 Dienstag, 30. Juli 202469核燃料组件 Dienstag, 30. Juli 202470余热排出系统RRA主泵 Dienstag, 30. Juli 202471反应堆水池全貌 Dienstag, 30. Juli 2024723.2 汽轮发电机组回路系统 Dienstag, 30. Juli 202473 Dienstag, 30. Juli 202475二回路水汽系统的流程图 Dienstag, 30. Juli 202476二回路主要系统 Dienstag, 30. Juli 202477作用：1、作为热交换设备，产生蒸汽；2、作为连接设备，隔离一、二回路。
Dienstag, 30. Juli 202478主蒸汽供应系统VVP Dienstag, 30. Juli 2024813.3 核电厂冷却系统 Dienstag, 30. Juli 202482凝汽器的功能凝汽器接收汽轮机的排汽并将其凝结成水，构成封闭的热力循环其具体功能是：►►在循环水系统、汽轮机轴封系统及真空系统的支持下，建立并维持汽轮机所要求的背压，保证汽轮机安全、可靠、经济地运行；►►接收汽轮机的排汽及蒸汽排放系统的蒸汽，并将其凝结成水；►►接受来自各疏水箱的疏水，经过滤除氧，保持凝结水水质，为二回路存储供应凝结水 Dienstag, 30. Juli 202483Condensator双层管板结构 Dienstag, 30. Juli 202484 Dienstag, 30. Juli 202485凝汽器真空的重要性►►首先，凝汽器的真空影响二回路热循环效率，降低凝汽器内压力，可增加蒸汽在汽轮机内的可用比焓降，从而提高循环热效率►►其次，凝汽器的真空对传热有重要影响，当凝汽器内不可凝结气体分压提高时，蒸汽的凝结放热系数会明显下降此外，凝汽器中存在空气，使蒸汽分压低于混合气体总压，相应的凝结水过冷，导致凝结水中含氧量增加。
Dienstag, 30. Juli 202486 Dienstag, 30. Juli 2024883.4 发电机系统 Dienstag, 30. Juli 202490发电机内定子 Dienstag, 30. Juli 202491应急柴油发电机 Dienstag, 30. Juli 202492化学监督的任务：►►评定设备的腐蚀状态和回路不同区域的沉积物分布情况，特别是活化区的情况►►监测核电站运行中的腐蚀过程和沉积物的变化，监督介质中杂质浓度的变化►►为了抑制反应堆内结构材料的腐蚀，还必须对给水和补给水水质进行有效的化学监督 3.5 核电厂的化学监督 Dienstag, 30. Juli 202493化学监督的关键：►►合理的组织取样（包括取样位置）——取样位置不仅指取样地点，还包括取样装置如探针、冷却器、节流装置以及连接管路等 ，保证取样具有代表性 ►►合适的分析测试方法 Dienstag, 30. Juli 202494化学监督的内容：►►汽轮机凝结水水质指标►►回路系统冷却剂中的腐蚀产物►►给水的溶解氧、pH值和电导率等化学监督的基础：►►化学监督的原则性系统，包括取样点、监督图表、监督范围、测试方法等。
►►原则性系统的确定，应考虑设备特点及其运行条件 4. 核电厂一回路水工况4.1 反应堆冷却剂系统☺反应堆冷却剂系统又称为一回路系统，它是核电站最重要的系统，也是核电站区别于其他类型电站的本质特征 • 反应堆冷却剂系统可分为冷却系统、压力调节系统和超压保护系统冷却系统由反应堆冷却剂泵、反应堆和蒸汽发生器及相应的管道组成 Dienstag, 30. Juli 202496反应堆冷却剂系统的主要功能n n在核电厂正常功率运行时将堆内产生的热量载出，在核电厂正常功率运行时将堆内产生的热量载出，并通过蒸汽发生器传给二回路工质，产生蒸汽，驱并通过蒸汽发生器传给二回路工质，产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电动汽轮发电机组发电n n在停堆后的第一阶段，经蒸汽发生器带走堆内的衰在停堆后的第一阶段，经蒸汽发生器带走堆内的衰变热量n n系统的压力边界构成防止裂变产物释放到环境中的系统的压力边界构成防止裂变产物释放到环境中的一道屏障一道屏障n n反应堆冷却剂作为可溶化学毒物硼的载体，并起慢反应堆冷却剂作为可溶化学毒物硼的载体，并起慢化剂和反射层的作用化剂和反射层的作用n n系统的稳压器用来控制一回路的压力，防止堆内发系统的稳压器用来控制一回路的压力，防止堆内发生偏离泡核沸腾，同时对一回路系统实行超压保护。
生偏离泡核沸腾，同时对一回路系统实行超压保护 Dienstag, 30. Juli 202497主要材料n n反应堆冷却剂系统使用的材料主要包括奥氏体不锈钢如304、316和A286，以及镍基合金如600合金、690合金、X-750和718合金n n600合金主要应用在蒸汽发生器的管道和阀门、增压器的喷嘴、增压加热器和加热器附件等 n n高强度合金材料X-750、718和A-286广泛应用于核电站的堆芯内部，例如螺栓、弹簧和钉销 Dienstag, 30. Juli 2024984.2 水工况的作用4.2.1 一回路的化学问题 化学腐蚀（侵蚀）—高温、高氧浓 度、低pH值，促进腐蚀 放射性的影响 燃料包壳破损☺化学控制的目的 限制腐蚀 将回路内的放射性指标控制在规定范围内 Dienstag, 30. Juli 2024994.2.2 一回路的控制内容n n一回路补给水必须除氧；n n抑制冷却剂的辐照分解，降低辐照分解气相产物O2的浓度；n n减少冷却剂中放射性核素的积累，重在抑制腐蚀 Dienstag, 30. Juli 2024100一回路中反应堆冷却剂系统要达到以下三个方面的目的：n n确保一回路系统的压力容器材料的完整性；n n确保燃料包壳完整性和保证燃料的设计性能；n n控制燃料堆芯外的辐射达到最小程度。
Dienstag, 30. Juli 20241014.2.3 水化学工况优化的必要性n n提高pH可以降低堆芯外的辐射，并且大大降低沉积物n n但是，由于提高pH增加了碱化药品LiOH的浓度，而引起600合金脆裂的可能性增加，加速堆芯区材料包壳的腐蚀n n所以，需要对一回路的整体水化学运行工况进行优化处理 Dienstag, 30. Juli 20241024.3. 一回路水化学控制方法n加入硼和pH调节剂（7LiOH）n7Li的中子吸收截面小，一般不产生感应的放射性，在某些材料表面形成稳定的保护膜nK-NH3-B水工况： Dienstag, 30. Juli 2024103一回路水工况对燃料完整性的影响一回路水工况对燃料完整性的影响 n n包壳腐蚀包壳腐蚀 在正常运行条件下，作为包壳材料的锆合金会发生下在正常运行条件下，作为包壳材料的锆合金会发生下面的腐蚀过程面的腐蚀过程n n包壳腐蚀的危害包壳腐蚀的危害 首先是氧化锆层的产生导致包壳材料的壁层厚度减薄首先是氧化锆层的产生导致包壳材料的壁层厚度减薄 其次是腐蚀反应产生的氢（主要是反应初期阶段产生其次是腐蚀反应产生的氢（主要是反应初期阶段产生的原子氢）渗入锆合金内部发生氢损伤，如氢脆等形的原子氢）渗入锆合金内部发生氢损伤，如氢脆等形式的脆性损坏，式的脆性损坏， Dienstag, 30. Juli 2024104二氧化硅对包壳腐蚀的影响n n反应堆功率运行期间可以被看作一个诊断性参数；换料作业期间，必须采取措施如调节水位，将反应堆内水的污染控制得最低；n n持续功率运行期间，化学人员必须遵循根据本厂设定的关于二氧化硅控制的标准，同样，一回路补给水中钙、铝、镁的含量必须符合厂定的标准；n n在达到100%功率运行后，化学运行人员必须采取措施使二氧化硅含量最小。
4.4. 水工况控制指标酸值酸值pHpH硼酸硼酸O O2 2H2H2Cl-Cl-6.4-6.76.4-6.7<9g/L<9g/L<100ug/L<100ug/L>30mg/L>30mg/L<150mg/L<150mg/L Dienstag, 30. Juli 2024106一回路补给水的诊断参数n n一回路补给水系统的一回路补给水系统的主要目的是为反应堆主要目的是为反应堆补充必须的冷却水，补充必须的冷却水，其中包括对硼酸溶液其中包括对硼酸溶液稀释所用的除盐水稀释所用的除盐水n n该系统同时也向其他该系统同时也向其他系统提供补给水，并系统提供补给水，并且也可以作为冲洗水且也可以作为冲洗水和清除污垢水的来源和清除污垢水的来源参数监测频率期望值[2]活性SiO2,ppb4次/时<100Al, ppb4次/时<80Mg, ppb4次/时<40Ca, ppb4次/时<40O2,ppm4次/时/ Dienstag, 30. Juli 2024107机组启停的化学控制启/停机时的化学控制二氧化硅的控制正面影响负面影响正面影响负面影响系统完整性在允许的参数范围内对材料腐蚀无影响在允许的参数范围内对材料腐蚀无影响无腐蚀影响减少硅浓度的成本很高燃料完整性停机和启动程序可以有效清除沉积物无在有硬度成分存在且硅浓度维持小于1ppm，燃料的沉积物可能会减少在无硬度存在且硅小于3ppm时无影响减少硅浓度的成本很高化学剂量如果停机过程被优化，影响最小可减少5%推荐指南之外的化学反应（停机时锂浓度的显著增加）会导致热点腐蚀发展无减少硅浓度的成本很高 5. 核电厂二回路水工况5.1 核电厂的汽轮机系统①为保证满足用户的电力需求，汽轮机的功率必须进行调节。
因此，每台汽轮机有一套由调节装置组成的调节系统②汽轮机是高速旋转设备，它的转子和定子间隙很小，是既庞大又精密的设备为保证汽轮机安全运行，配有一套自动保护装置，以便在异常情况下发出警报③汽轮机的各个轴承也需要油润滑和冷却，因而每台汽轮机都配有一套油系统 Dienstag, 30. Juli 2024109由于核电厂的特殊性，使轻水堆核电厂汽轮机具有以下特点：n n蒸汽参数低 n n体积流量大n n采用汽水分离再热器n n容易超速 由于核汽轮机组多数级工作在湿蒸汽区，通流部分及管道表面覆盖一层水膜，导致机组甩负荷时，压力下降，水膜闪蒸为汽，引起汽流速骤增，这是核汽轮机组易超速的主要原因 Dienstag, 30. Juli 2024110核电厂运行的特点n n轻水堆分为BWR、PWR，都以普通水作为冷却剂和慢化剂n n典型PWR1300MWe的堆芯，含有数万根燃料棒，共需117吨富铀燃料n n首炉运行1.3-1.9年，以后每年换一次，每次换1/3 Dienstag, 30. Juli 2024111 Dienstag, 30. Juli 20241125.2 二回路水工况的要求n n回路内沉积物尽量少n n放射性水平控制在允许标准范围内容n n保持冷却剂与蒸汽发生器中工作介质的物理化学特性 Dienstag, 30. Juli 2024113600合金的特点n n大多数核电站采用了600合金（即因科镍-600）后，该材料对氯离子不敏感，因此使发生氯离子应力腐蚀破裂的几率大为降低n n但是600合金的碱性腐蚀几率却有所增加。
Dienstag, 30. Juli 2024114循环冷却水的影响n n当核电厂采用海水作为循环冷却水时，保持低的Na+、Cl-特别重要，而使这些有害离子保持在低含量的关键是防止凝汽器的泄漏n n因而在凝汽器的材料、结构及检验方法上采取很多措施 n n各种水汽类别中除了蒸汽发生器排污水和凝结水外，阳离子电导率达到0.06μS/cm，已经接近纯水的理论电导率0.055μS/cm Dienstag, 30. Juli 20241155.3 二回路水工况参数或工况西屋公司自然循环蒸汽发生器燃烧公司自然循环蒸汽发生器巴布科克•威尔科克公司直流蒸汽发生器pH值（25℃）系统有铜8.8~9.28.8~9.28.5~9.3系统无铜<9.69.2~9.59.3~9.5氧浓度（μg/L）正常工况<5<107(最大值)异常工况->10(4h)-启动--100停堆-100-阳离子电导率（μS/cm）正常工况4(最大值)<0.50.5(最大值)异常工况->1.5(4h)-启动--1.0(最大值)联氨浓度（μg/L）正常工况-10~5020~100铁浓度（μg/L）正常工况/启动<10<1010/100(最大值)铜浓度（μg/L）正常工况<5<102(最大值)氨浓度（μg/L）正常工况<0.5<1- Dienstag, 30. Juli 2024116SG 结构图 Dienstag, 30. Juli 2024117蒸汽发生器启动时的给水水质标准 自 然 循 环蒸汽发生器（>5%全负荷）直流蒸汽发 生 器（>5%全负荷）pH铁 系 统铁-铜系统3.3-9.68.8-9.29.3-9.68.8-9.2联 氨（μg/L）溶解氧（μg/L）全 铁（μg/L）全 硅（μg/L）阳离子电导率*（μg/L）≥3×[O2]*≤100≥3×[O2]*≤100≤100≤20≤1.0 Dienstag, 30. Juli 2024118秦山核电厂功率运行期间主给水的技术指标 项目监测频度正常控制值期望值备注控制参数 pH值（25℃）连续9.2~9.69.3~9.6每周用实验室仪表校核一次氧浓度（μg/L）连续≤5≤5联氨浓度（μg/L）连续≥20100~150阳离子电导率（μS/cm）连续≤0.2≤0.1总铁（μg/L）天≤20≤5氯（μg/L）周≤2.3诊断参数总电导率连续5.2~10.0每周用实验室仪表校核一次氨（μg/L）天0.7~2.0钠（μg/L）周≤3铜（μg/L）周≤3 Dienstag, 30. Juli 2024119蒸汽发生器运行中给水水质控制 自 然 循 环蒸汽发生器（>5%全负荷）直流蒸汽发 生 器（>5%全负荷）pH铁 系 统铁-铜系统9.3-9.68.8-9.29.3-9.68.8-9.2联 氨（μg/L）溶解氧（μg/L）全 铁（μg/L）全 硅（μg/L）钠 * （μg/L）氯离子（μg/L）悬浮物（μg/L）铜**（μg/L）阳离子电导率*（μg/L）≥20≤5≤20……≤3…………≤2≤0.2≥20≤5≤10≤20≤3≤5≤10≤5≤0.2 Dienstag, 30. Juli 20241205.4 蒸汽发生器沉积物去除法蒸汽发生器沉积物去除法 泥浆冲洗法n n在核电厂补给燃料阶段，大部分系统停止工作，蒸汽发生器将会接受维护。
首先排干蒸汽发生器的水分，开始进行泥浆冲洗n n泥浆冲洗的优点n n可以大大减少蒸汽发生器运行时的沉积物聚集n n蒸汽发生器热段及TTS区域材料很容易发生性能劣化，采用该方法清除是有效的 Dienstag, 30. Juli 2024121n n泥浆冲洗的缺点n n在蒸汽发生器排干水分并敞开的过程中，有可能导致外部物质在蒸汽发生器内沉积，在进行淤泥清除时可能损坏内部的相关设备和管道n n根据一些分析和实际案例，泥浆的总清除量很有限 Dienstag, 30. Juli 2024122化学清洗法 化学清洗的条件n n蒸汽发生器的性能下降；n n沉积物在管间连接处明显存在，而且沉积物量迅速增加；n n管表面的沉积物量增加；n n沉积物取样分析后发现杂质增加非常明显；n n沉积物中铜和铅等有害物质的量较大；n n有水垢脱落存在于介质中的证据； Dienstag, 30. Juli 20241235.5 调节水质、降低水的侵蚀性、调节水质、降低水的侵蚀性、防止流动闭塞条件形成的方法防止流动闭塞条件形成的方法 n nALARA控制法 n nAs low as reasonable achievedn n目前，“尽量低并可行”化学控制法是人们最容易接受的控制蒸汽发生器局部裂缝杂质聚集的方法。
n n“尽量低并可行”化学控制法虽然有效，但是研究和运行实践告诉人们，只靠这一种方法不足以防止600合金腐蚀发生和控制其腐蚀的发展，目前压水堆核电厂的化学控制是多个方法的综合运用 Dienstag, 30. Juli 2024124摩尔比控制法（MRC） n n摩尔比控制法通过调节介质的主体化学成分的含量，一般是钠和氯离子，使溶液达到这样的状态，即在流动阻塞区域的介质pH值接近中性n n由于MRC避免了pH值偏高或偏低对水质侵蚀性加剧的影响，该法被认为还是有应用前景的 Dienstag, 30. Juli 2024125低功率浸泡控制法 n n低功率浸泡控制法的作用是能够除去部分流动阻塞区域的杂质成分n n流动阻塞区域杂质的平衡浓度是由过热程度决定的，而过热程度又直接受热通量或功率水平的影响 n n所以，运行功率下降时会引起流动阻塞区域杂质平衡浓度的变化 Dienstag, 30. Juli 2024126低功率浸泡控制法的优缺点n n低功率浸泡控制法的运行经验表明，降低功率及低功率浸泡在某些核电厂能使隐藏的物质重新溶解n n另外，理论上可以认为：低功率浸泡控制法可以有效除去相对浅表流动阻塞区域的杂质，如表面沉积物及缝隙附近处位置的沉积物。
Dienstag, 30. Juli 2024127 Dienstag, 30. Juli 2024128 Dienstag, 30. Juli 2024129 Dienstag, 30. Juli 2024130 。