1压水堆水化学概述-2011

1、核电站水化学核电站水化学图1 全球2003-2030年净电力消费总量节选自美国能源信息署国际能源展望2006电力部分 中国和美国将分别以中国和美国将分别以43000和和19630亿千瓦时的增长速度引领全球电力消费增长。亿千瓦时的增长速度引领全球电力消费增长。 图2 2005年核电在本国发电总量所占比重排名我国目前已运营的核电站：我国目前已运营的核电站：广东深圳的广东深圳的大亚湾核电站大亚湾核电站： 2台台100万千瓦机组。万千瓦机组。岭澳核电站岭澳核电站： 2台台100万千瓦机组。万千瓦机组。浙江嘉兴的浙江嘉兴的秦山核电站秦山核电站： 2台台30万万2台台70万万2台台60万机组。万机组。江苏

2、省连云港市江苏省连云港市田湾核电站田湾核电站： 2台台100万机组。万机组。 共共920万千瓦。万千瓦。发电量仅占全国总发电量的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根据国务院日前正式批复的核电中长期规划核电中长期规划，目前在建的目前在建的28台机组总装台机组总装机已近机已近4000万千瓦万千瓦 ，分布在包括甘肃、安徽、河南等内陆省份在内的，分布在包括甘肃、安徽、河南等内陆省份在内的13个个省市地区。省市地区。我国的核电发展形势我国的核电发展形势发展目标发展目标：到：到2015年，核电运行装机容量达到年，核电运行装机容量达到4000万千瓦，万千瓦，到到2020年装机不低于年装机不

3、低于7000万千瓦，市场规模将超万亿元，万千瓦，市场规模将超万亿元，以以AP1000三代核电技术为主流。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核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提提高到高到4%，核电年发电量达到，核电年发电量达到26002800亿千瓦时。亿千瓦时。 核电发展蒸蒸核电发展蒸蒸日上！但是日上！但是日本大地震造成严重的核危机，引发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全球对发展核电的担忧 福岛核电站事故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，共站组

4、成，共10台机组（一站台机组（一站6台，二站台，二站4台）。台）。 一站一站1号机组于号机组于1971年年3月投入商业运行，二站月投入商业运行，二站1号机组于号机组于1982年年4月投入商业运行。已经服役月投入商业运行。已经服役40年，这一机组原本计划延寿年，这一机组原本计划延寿20年，但因事故宣布一站的年，但因事故宣布一站的1至至6号机组将全部永久废弃。号机组将全部永久废弃。 福岛核电站的核反应堆都是福岛核电站的核反应堆都是单循环沸水堆单循环沸水堆，只有一条冷却回路，只有一条冷却回路，蒸汽直接从堆芯中产生推动汽轮机。蒸汽直接从堆芯中产生推动汽轮机。MOX混合氧化物燃料。混合氧化物燃料。福岛核

5、电站事故福岛核电站事故3.11, 2:46pm 9级地震、海啸级地震、海啸卡车运来的移动式柴油发电机卡车运来的移动式柴油发电机接口不兼容，无法使用！电池接口不兼容，无法使用！电池耗尽后，余热无法再被带走耗尽后，余热无法再被带走 1,2,3号自动停堆号自动停堆地震摧毁了外部电力供应地震摧毁了外部电力供应海啸摧毁柴油发电机组海啸摧毁柴油发电机组启用紧急电池维持最多启用紧急电池维持最多8h 4.12，日本原子能安，日本原子能安全保安院将福岛核事全保安院将福岛核事故定为最高级故定为最高级7级级 3.12, 1号爆炸号爆炸1,2号泄压，号泄压， 1号注海水号注海水3.14, 11.01am 3号爆炸号爆

6、炸3.30 1,2,3号安号安全壳都破损全壳都破损3.17直升机注水直升机注水5.5, 反应堆换气运转反应堆换气运转69月月 做罩子做罩子3.15, 2号爆炸；号爆炸；4号起火号起火4.3, 2号堵缝失败号堵缝失败4.17, 7.1 级地震级地震福岛核电站反应堆示意图福岛核电站反应堆示意图AP1000 简化系统，提高操作性简化系统，提高操作性 提高抗震等级提高抗震等级 沿用成熟压水堆技术沿用成熟压水堆技术 设计寿命设计寿命60年年 热工裕量热工裕量15%以上，即使以上，即使10%的蒸汽发生器传热管的蒸汽发生器传热管堵管也能达到额定功率堵管也能达到额定功率 依靠自然力的安全设计依靠自然力的安全设

7、计 可包容损坏堆芯可包容损坏堆芯 德国现拥有德国现拥有17座核电站，座核电站，23%的电力来自核电的电力来自核电 德国已于德国已于2011年年6月底立法，计划到月底立法，计划到2022年关年关停德国全部核电站，并代以可再生能源和燃气停德国全部核电站，并代以可再生能源和燃气发电。发电。 瑞士则计划在瑞士则计划在2034年前全面放弃核电。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。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，未来将国家能源局规划司规划处表示，未来将在确保安在确保安全的基础上加强核电发展全的基础上加强核电发展，到，到2015年实现年实现4000万

8、万装机的计划目标将维持不变。装机的计划目标将维持不变。 目前，已获得工业规模应用的核电站堆型目前，已获得工业规模应用的核电站堆型是：是： 压水堆压水堆 51.3 %51.3 % 沸水堆沸水堆 32 %32 % 重水堆重水堆 5.4 %5.4 % 气冷堆气冷堆 8.4 %8.4 % 快中子增殖堆快中子增殖堆 2.9 %2.9 %压水堆压水堆 冷却剂：冷却剂： H2O(l)； 工作温度：工作温度： 290-320 o C 压力：压力：15.5MPa一回路系统一回路系统包括反应堆（原子锅炉）、冷却剂回路、包括反应堆（原子锅炉）、冷却剂回路、蒸汽发生器等（简称核岛）。蒸汽发生器等（简称核岛）。二回路系

9、统二回路系统包括包括汽轮机、发电机、循环冷却水系统汽轮机、发电机、循环冷却水系统等（简称常规岛）。等（简称常规岛）。输变电系统输变电系统包括变压器、电网设施等。包括变压器、电网设施等。压水堆核电站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。由一回路系统、二回路系统和输变电系统三个部分组成。核电站压水堆中，水的作用是什么？核电站压水堆中，水的作用是什么？ 压水堆中，水的作用极其重要压水堆中，水的作用极其重要： 在一回路中在一回路中, ,用作用作冷却剂冷却剂和和慢化剂慢化剂。在二。在二回路蒸汽发生器中，水蒸汽将热能传输给回路蒸汽发生器中，水蒸汽将热能传输给汽轮机，进行汽轮机，进行

10、能量交换能量交换； 在换料和燃料贮存过程中用作在换料和燃料贮存过程中用作屏蔽屏蔽材料；材料； 在安全注射和安全壳在安全注射和安全壳喷淋喷淋系统中用来确系统中用来确保反应堆事故下的保反应堆事故下的安全安全； 配成各种水溶液对人员和设备进行配成各种水溶液对人员和设备进行化学化学去污去污。 水的辐照分解水的辐照分解 燃料包壳的腐蚀变化燃料包壳的腐蚀变化 一回路结构材料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）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添加

11、反应控制剂调节功率 加氢抑制水的辐射分解加氢抑制水的辐射分解 调节调节pH值抑制系统结构材料的腐蚀值抑制系统结构材料的腐蚀反应堆运行过程中的水化学涉及哪些环节？反应堆运行过程中的水化学涉及哪些环节？ 反应堆运行过程中的水化学反应堆运行过程中的水化学反应比较反应比较缓慢缓慢且不明显且不明显, ,常常为人们所忽略常常为人们所忽略. .严重严重危及反应堆的安全危及反应堆的安全关系到反应堆的控制关系到反应堆的控制, ,运行运行, ,换料换料, ,维修维修, ,安全安全及环境保护等一系列环节及环境保护等一系列环节, ,是整个压水堆系统是整个压水堆系统中中不可缺少不可缺少的一个方面的一个方面. . 本课程主要内容本课程主要内容核电站中的水化学问题核电站中的水化学问题（包括水和水溶液基础知识；（包括水和水溶液基础知识； 核电站常用结构材料核电站常用结构材料的腐蚀与防护；的腐蚀与防护； 核电站一、二回路化学；核电站一、二回路化学； 压水堆水处理系统；压水堆水处理系统； 核电厂放射性污染及其处理等核电厂放射性污染及其处理等）目标：熟悉压水堆水化学基本知识目标：熟悉压水堆水化学基本知识水化学管理主要项目水化学管理主要项目 1）一回路加硼酸）一回路加硼酸 （化控）（化控） 2）一回路加）一回路加LiOH调调pH值值 （抑制腐蚀）（抑制腐蚀） 3）一回路加氢）一回路加氢 （去除