Первичный цикл в ВВЭР

Diagram of three-circuit water-steam reactor

Водо-водяные реакторы (ВВЭР), как правило, спроектированы с третьим водяным циклом в дополнение к двум, встречающимся на других тепловых электростанциях (например, кипящий ядерный реактор (BWR) или угольные и геотермальные электростанции). В этом так называемом первичном цикле вода поглощает тепло, выделяемое в результате ядерного деления, и передает его во вторичный контур. Эта дополнительная цепь гарантирует, что радиоактивные материалы остаются в ней и не рассеиваются во вторичной цепи и, следовательно, потенциально в окружающую среду.

Дополнительный водяной цикл влечет за собой особые требования, касающиеся химического анализа и мониторинга.


Определение борной кислоты ...

Вода в первичном цикле ВВЭР содержит растворенную борную кислоту. Цель борной кислоты и, в частности, изотопа 10B, заключается в том, чтобы действовать в качестве замедлителя: борная кислота захватывает нейтроны деления, которые поддерживают ядерную цепную реакцию и отвечают за реактивность реактора. Поскольку его концентрация играет такую важную роль, определение борной кислоты в первичном цикле чрезвычайно важно с точки зрения безопасности и эффективности реактора.


… в лаборатории

Борная кислота - слабая, константа кислотности Ka1 5,75 · 10-10, из-за чего её затруднительно титровать. Для облегчения задачи к борной кислоте необходимо добавить полиспирты, например, маннит, что приводит к образованию комплексов с большей кислотной силой, которые ведут себя как одновалентная кислота, которую можно титровать раствором NaOH.

Если борную кислоту необходимо оттитровать вручную, потребуется много работы и точного пипетирования образца, дистиллированной воды и раствора маннита для получения точных результатов. Лучший выбор в этом случае - автоматическое титрование.

Metrohm предлагает полностью автоматизированную систему для анализа борной кислоты.

> Подробнее о Robotic Acid Analyzer

... и в процессе

Топливные сборки не могут быть заменены во время работы ВВЭР. Что делает необходимым иметь запас топлива в начале рабочего цикла. Избыточная активность в реакторе, связанная с этим резервным топливом, контролируется путем регулирования концентрации борной кислоты в реакторе. По мере того, как топливо сгорает, концентрация борной кислоты должна быть снижена, чтобы поддерживать работу реактора. Поэтому правильная концентрация борной кислоты в первичном цикле имеет решающее значение для безопасной и эффективной работы ВВЭР.

Этого можно достигнуть путем тщательного контроля концентрации борной кислоты. Приборы Metrohm Process Analytics 2026 Titrolyzer и ADI 2045TI Analyzer позволяют определять концентрацию борной кислоты почти непрерывно с помощью потенциометрического титрования.

> Узнайте больше о Metrohm Process Analytics 2026 Titrolyzer

> Подробнее об анализаторе Metrohm Process Analytics ADI 2045TI

Определение лития

Борная кислота, которая добавляется в первичный цикл ВВЭР, снижает значение pH и, таким образом, увеличивает потенциал коррозии. Чтобы нейтрализовать этот эффект, в первичный контур добавляют подщелачивающий агент, в большинстве случаев моноизотопный гидроксид лития (7Li). Поэтому необходимо также контролировать его концентрацию. Это можно сделать с помощью ионной хроматографии в сочетании с интеллектуальной технологией частичного заполнения петли (MiPT).

> Узнайте больше об определении лития с помощью ионной хроматографии

> Подробнее об ионной хроматографии Metrohm

Определение катионов металлов в первичной цепи

Некоторые катионы металлов также следует мониторить в первичном цикле ВВЭР. Никель является важным легирующим металлом, который повышает коррозионную стойкость стали. Однако в ионной, растворенной форме никель способствует коррозии, из-за чего необходимо регулярно проверять его концентрацию.

Обедненный цинк часто добавляют для снижения радиоактивности и уменьшения коррозии металлических поверхностей. Этот катион тоже должен регулярно контролироваться.

Катионы также можно проанализировать вплоть до диапазона менее мкг/л с использованием ионной хроматографии. Из-за присутствия борной кислоты и гидроксида лития, потребуется комбинированная предварительная концентрации и удаление матрицы.

> Прочитать применение

> Подробнее об ионной хроматографии Metrohm

Скачать

Другие приложения и продукты

Турбинные и смазочные масла

Турбинные и смазочные масла подвергаются воздействию экстремальных условий на электростанциях. Многочисленные международные стандарты определяют требования и процедуры испытаний для технического обслуживания турбин.

Стандарт ASTM D 4378 устанавливает, что кислотные и основные числа должны определяться потенциометрическим титрованием, а содержание воды должно определяться титрованием по Карлу Фишеру.

Metrohm titration Karl Fischer titration

Приложения для поточных анализов

За нашими плечами 40-летний опыт управления анализом процессов собранный в одном руководстве. Этот том содержит все методики, которые мы продали клиентам из различных отраслей промышленности, таких как: химическая и нефтехимическая, полупроводниковая, энергетическая, фармацевтическая, автомобильная и аэрокосмическая, и многие другие.

Download the applications handbook