水化学技术规范
核电站水化学
图1 全球2003-2030年净电力消费总量 中国和美国将分别以43000和19630亿千瓦时的增长速度引领全球电力消费增长。 节选自美国能源信息署《国际能源展望2006》电力部分
图2 2005年核电在本国发电总量所占比重排名
我国的核电发展形势
• 我国目前已运营的核电站：
– 广东深圳的大亚湾核电站： 2台100万千瓦机组。 – 岭澳核电站： 2台100万千瓦机组。 – 浙江嘉兴的秦山核电站： 2台30万＋2台70万＋2台60万机组。 – 江苏省连云港市田湾核电站：
3.12, 1号爆炸 1,2号泄压， 1号注海水
3.17直升机注水 4.3, 2号堵缝失败 4.17, 7.1 级地震
卡车运来的移动式柴油发电机 接口不兼容，无法使用！电池 耗尽后，余热无法再被带走
4.12，日本原子能安 全保安院将福岛核事 故定为最高级7级
福岛核电站反应堆示意图
AP1000
• • • • • 简化系统，提高操作性 提高抗震等级 沿用成熟压水堆技术 设计寿命60年 热工裕量15%以上，即使 10%的蒸汽发生器传热管 堵管也能达到额定功率 • 依靠自然力的安全设计 • 可包容损坏堆芯
一回路系统包括反应堆（原子锅炉）、冷却剂回路、 蒸汽发生器等（简称核岛）。 二回路系统包括汽轮机、发电机、循环冷却水系统 等（简称常规岛）。 输变电系统包括变压器、电网设施等。
核电站压水堆中，水的作用是什么？
• 压水堆中，水的作用极其重要： • ①在一回路中,用作冷却剂和慢化剂。在二 回路蒸汽发生器中，水蒸汽将热能传输给汽 轮机，进行能量交换； • ②在换料和燃料贮存过程中用作屏蔽材料； • ③在安全注射和安全壳喷淋系统中用来确保 反应堆事故下的安全； • ④配成各种水溶液对人员和设备进行化学去 污。
目标：熟悉压水堆水化学基本知识
水化学管理主要项目
• • • • • • • 1）一回路加硼酸 （化控） 2）一回路加LiOH调pH值 （抑制腐蚀） 3）一回路加氢 （去除溶解氧） 4）一回路净化系统 （除腐蚀、裂变产物） 5）一回路放射性监测 （评价燃料完整性） 6）补水除盐系统为各回路提供合格水源。 7）二回路控制氧、氯，碱性水 （减小腐蚀） P58 P67
• 目前，已获得工业规模应用的核电站堆型 是：
• • • • • 压水堆 沸水堆 重水堆 气冷堆 快中子增殖堆 51.3 32 % 5.4 8.4 2.9 %
% % %
压水堆
• 冷却剂： H2O(l)； • 工作温度： 290-320 o C • 压力：15.5MPa
压水堆核电站
由一回路系统、二回路系统和输变电系统三个部分组成。
• 反应堆运行过程中的水化学
–反应比较缓慢且不明显,常常为人们所忽略. –严重危及反应堆的安全 –关系到反应堆的控制,运行,换料,维修,安全 及环境保护等一系列环节,是整个压水堆系统 中不可缺少的一个方面.
本课程主要内容
核电站中的水化学问题
（包括水和水溶液基础知识； 核电站常用结构材料的腐蚀与防护； 核电站一、二回路化学； 压水堆水处理系统； 核电厂放射性污染及其处理等）
福岛核电站事故
3.11, 2:46pm 9级地震、海啸 3.14, 11.01am 3号爆炸 3.15, 2号爆炸； 4号起火 3.30 1,2,3号安 全壳都破损 5.5, 反应堆换气运转 6~9月 做罩子 1,2,3号自动停堆 地震摧毁了外部电力供应 海啸摧毁柴油发电机组 启用紧急电池维持最多8h
反应堆运行过程中的水化学涉及哪些环节？
• • • • • • • • • 水的辐照分解 燃料包壳的腐蚀变化 一回路结构材料的腐蚀变化 活化腐蚀产物的循环 二回路蒸汽发生器传热管的腐蚀失效 水质管理（监测、杂质和辐射的去除） 添加反应控制剂调节功率 加氢抑制水的辐射分解 调节pH值抑制系统结构材料的腐蚀
• 德国现拥有17座核电站，23%的电力来自核电 • 德国已于2011年6月底立法，计划到2022年关 停德国全部核电站，并代以可再生能源和燃气 发电。 • 瑞士则计划在2034年前全面放弃核电。 • 意大利在进行公投之后，也对核电说拜拜。 国家能源局规划司规划处表示，未来将在确保安 全的基础上加强核电发展，到2015年实现4000万 装机的计划目标将维持不变。
2台100万机组。 共920万千瓦。
发电量仅占全国总发电量的3% • 根据国务院日前正式批复的《核电中长期规划》，目前在建的28台机组总装 机已近4000万千瓦 ，分布在包括甘肃、安徽、河南等内陆省份在内的13个 省市地区。
•发展目标：到2015年，核电运行装机容量达到4000万千瓦， 到2020年装机不低于7000万千瓦，市场规模将超万亿元， 以AP1000三代核电技术为主流。 • 核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提 高到4%，核电年发电量达到2600－2800亿千瓦时。
核电发展蒸蒸 日上！但是…
日本大地震造成严重的核危机，引发 全球对发展核电的担忧
福岛核电站事故
福岛核电站是目前世界上最大的核电站，由福岛一站、福岛二 站组成，共10台机组（一站6台，二站4台）。 福岛核电站的核反应堆都是单循环沸水堆，只有一条冷却回路， 蒸汽直接从堆芯中产生推动汽轮机。MOX混合氧化物燃料。 一站1号机组于月投入商业运行。已经服役40年，这一机组原本计划延寿 20年，但因事故宣布一站的1至6号机组将全部永久废弃。