第四章 水化學(xué)指標(biāo).ppt

1、第四章 水化學(xué)指標(biāo),水化學(xué)腐蝕 核電站的水化學(xué)指標(biāo) 水化學(xué)主要參數(shù)的調(diào)整 （水中溶解氧的抑制，pH的調(diào)整，電導(dǎo)率檢測）電廠水汽質(zhì)量指標(biāo),1,水及其溶液由于具有高的沸點、低的凝固點及高度熱焓，在核電站反應(yīng)堆中作為冷卻劑及傳熱介質(zhì)。在壓水堆核電站中，水作為反應(yīng)堆堆芯冷卻劑及二回路的傳熱介質(zhì)。在高溫氣冷堆中，高純水作為二回路的傳熱介質(zhì)。不論作為冷卻劑還是傳熱介質(zhì)，它們都是在高溫高壓下工作，都有可能使奧氏體不銹鋼產(chǎn)生腐蝕。反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的腐蝕往往會造成重大經(jīng)濟(jì)損失，金屬腐蝕也是造成核電站和熱電站設(shè)備事故的重要原因之一。并嚴(yán)重影響正常的電力供應(yīng)。全世界發(fā)達(dá)國家每年因腐蝕而造成的損失價值約7000億美元，

2、占國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的24。因此在核電站中，控制和降低腐蝕就是水化學(xué)的重要任務(wù)。水化學(xué)的另一任務(wù)是降低輻射對工作人員的影響，構(gòu)筑安全工作環(huán)境。下面首先介紹水化腐蝕與水化學(xué)成分和指標(biāo)的關(guān)系。 一 水化學(xué)腐蝕 與水溶液接觸的設(shè)備或管道，長期運(yùn)行時都會有不同程度的腐蝕，而腐蝕產(chǎn)物又會與水垢一起沉積在設(shè)備的表面，使腐蝕問題復(fù)雜化，水化學(xué)的目標(biāo)之一就是降低或抑制設(shè)備的腐蝕，即使通常稱之為的不銹鋼材料也是存在腐蝕問題的?；瘜W(xué)腐蝕可分下述幾種情況：,2,（1） 鐵-水反應(yīng) 高溫下，鐵-水系統(tǒng)及鐵-水蒸汽系統(tǒng)在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，它們相互作用按下式反應(yīng)生成磁鐵氧化物Fe3O4或FeO，同時釋放出氫氣： 3Fe+

3、4H2OFe3O4+4H2 Fe+H2OFeO+H2 3FeO+H2OFe3O4+H2 在蒸汽發(fā)生器中高溫水蒸汽的腐蝕就是這類腐蝕。 在高溫條件下，水與金屬反應(yīng)，生成一種金屬氧化物膜（Fe3O4），其形成過程： 。,這種膜是致密的，具有保護(hù)金屬不再腐蝕的作用。水質(zhì)pH值1012時，鋼鐵的腐蝕速度最小，護(hù)膜穩(wěn)定性較好。當(dāng)鍋爐水質(zhì)pH不合適時，保護(hù)膜被破壞，產(chǎn)生腐蝕。,3,即使無酸，堿，也有反應(yīng),2） 氧腐蝕 氧腐蝕又叫耗氧腐蝕，是指導(dǎo)致溶液中氧的還原反應(yīng)（生成OH-或H2O）的一種腐蝕。氧腐蝕的破環(huán)形式可能是全面的均勻腐蝕，也可能是局部腐蝕。在容器中氧腐蝕在金屬上形成“潰瘍”是局部腐蝕。 氧腐蝕

4、發(fā)生的主要原因是水中氧含量和pH值太高。氧腐蝕化學(xué)反應(yīng)。,最終產(chǎn)物是Fe3O4,Fe2O3，F(xiàn)eOOH-Fe（OH)2脫水,氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，氧化,4,局部腐蝕是鋼鐵表面形成許多小鼓包，鼓包下是腐坑，坑口被腐蝕產(chǎn)物所覆蓋。如金屬表面電化學(xué)不均勻性，如有夾雜物存在，氧化膜不完整等。在含氧水中形成氧化還原反應(yīng)（腐蝕微電池），腐蝕反應(yīng)為： 陽極：FeFe2+2e 陰極：O2+2H2O+4eOH- 生成的：Fe2+發(fā)生水解，產(chǎn)生H+，即： Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+ 產(chǎn)生所反應(yīng)的H+使陽極處的pH值下降，加速了陽極反應(yīng)，在陽極處形成小腐蝕坑。使坑內(nèi)腐蝕進(jìn)一步加快?？觾?nèi)Fe2+濃度高，F(xiàn)e2

5、+向坑外擴(kuò)散，在坑口處形成Fe3O4鐵銹或Fe(OH)2等產(chǎn)物。堆在坑口處，使氧很難進(jìn)入坑內(nèi)。 當(dāng)水流速度快時，可把腐蝕產(chǎn)物沖走，使電池不能形成，因此，氧腐蝕易發(fā)生在水流停滯處。 影響氧腐蝕的幾個因素是： 氧濃度； pH值； 溫度； Cl-及 濃度；,氧腐蝕示意圖,5,水中氧濃度及溫度對碳鋼腐蝕速度的影響 溫度對氧腐蝕速度的影響,水中氧及pH對腐蝕速度的影響 pH值對氧腐蝕的影響,6,腐蝕反應(yīng)經(jīng)常不是單一因素,（3） 酸腐蝕 產(chǎn)生酸的來源： # # 由于水中雜質(zhì)在高溫下熱分解，降解或水解，產(chǎn)生酸性物質(zhì)。陰樹脂60度開始分解，陽樹脂160度分解有機(jī)酸，甲酸，乙酸等 #給水及水質(zhì)pH過低是造成酸腐

6、蝕的主要原因。如凝汽器泄漏的冷卻水中酸性物質(zhì)等。 #堿土鹽類（水堿沉積物）水解產(chǎn)生酸 防止酸腐蝕的途徑，除提高補(bǔ)給水質(zhì)量和防止凝汽器泄漏外，一般是對給水pH值調(diào)節(jié)，采用堿性水運(yùn)行方式。中和水中溶解的CO2等酸性物質(zhì)。例如把水調(diào)節(jié)pH為9.09.2。,酸性腐蝕；,7,pH值與平均腐蝕速率的關(guān)系,8,（4） 應(yīng)力腐蝕破裂 一般不銹鋼在高溫含Cl-介質(zhì)中，在有應(yīng)力作用下，在與拉應(yīng)力垂直的平面上出現(xiàn)裂紋（見圖4-4）。開始時只有微小裂紋，逐漸變成宏觀裂紋。裂紋的產(chǎn)生是機(jī)械力和電化學(xué)作用共同作用造成的。影響不銹鋼應(yīng)力腐蝕的因素除Cl-，應(yīng)力外，還有溶解氧的濃度。 表是在350條件下，1Cr18Ni9Ti

7、不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破壞數(shù)據(jù)。 碳鋼在強(qiáng)堿溶液（NaOH）中會產(chǎn)生堿脆，且有突發(fā)性。堿腐蝕產(chǎn)生的前提是有一定的拉應(yīng)力及堿性溶液介質(zhì)。 氯及氧的應(yīng)力腐蝕影響,9,（5） 氨腐蝕 氨水溶液呈弱堿性，對鋼鐵材料不產(chǎn)生腐蝕，但對銅制材料則有明顯的腐蝕作用。氨在水中的反應(yīng)：,K=1.810-5,10,（6） 沉積物下的腐蝕：保護(hù)膜被破壞 當(dāng)容器金屬表面有水垢或水渣時，在它下面會產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，稱為沉積物下腐蝕，是一種局部腐蝕。腐蝕類型可為酸腐蝕或堿腐蝕。 #在高溫條件下，生成的致密金屬氧化物膜（Fe3O4），具有保護(hù)金屬不再腐蝕的作用，在正常運(yùn)行條件下，蒸發(fā)器水質(zhì)pH在911之間，容器內(nèi)表面保護(hù)膜是穩(wěn)定的，所

8、以腐蝕速度很慢,#當(dāng)鍋爐水質(zhì)pH不合適時，保護(hù)膜被破壞，產(chǎn)生進(jìn)一步腐蝕，鋼鐵腐蝕速度加快。 當(dāng)pH值8時，保護(hù)膜被溶解； 當(dāng)pH13時，保護(hù)膜也被溶解，腐蝕速度也加快。 Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+NaFeO2+2H2O Fe+2NaOH=NaFeO2+H2 #當(dāng)容器內(nèi)表面有沉積物時，導(dǎo)熱性能差，沉積物下金屬面溫度升高，滲入沉積物的鍋爐水急劇濃縮，濃縮后的水中雜質(zhì)濃度高，形成酸或堿，加快了金屬面腐蝕。 如果沉積物下被的水中含有MgCl2和CaCl2，則發(fā)生酸性腐蝕： MgCl2+2H2O=Mg(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+2HCl,11,(a) 酸性腐

9、蝕；(b) 堿性腐蝕 圖4 沉積物下的腐蝕,當(dāng)pH13時，保護(hù)膜也被溶解，形成可溶性鹽類，腐蝕速度也加快。 Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+NaFeO2+2H2O Fe+2NaOH=NaFeO2+H2 如果鍋爐水中含有游離NaOH，沉積物會產(chǎn)生較高濃度的OH-，pH13，則發(fā)生堿腐蝕反應(yīng)： Fe3O4+4NaOH=2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O #蒸發(fā)器水中游離NaOH的來源是給水中帶入的碳酸鹽，在高溫高壓條件 下水解產(chǎn)生NaOH； NaHCO3=NaOH+CO2,12,（8） 金屬電化學(xué)腐蝕原理 浸在水溶液中的金屬可與水分子作用生成水合離子轉(zhuǎn)入到溶液中，并形成雙電層， Fe

10、 + nH2O Fe2+nH2O + 2e (金屬) （在溶液中） （在金屬上） 當(dāng)金屬放在該金屬的鹽溶液中，會形成帶相反電荷的雙電層，在一定溶液濃度條件下，這兩種方向相反的反應(yīng)會達(dá)到平衡，最終金屬表面的溶液存在電位差，該電位差就叫做該金屬在此溶液中的電極電位。某種金屬材料的標(biāo)準(zhǔn)電極電位就是在溶液濃度（活度）1mol/L的電極電位。 不同金屬材料的電極電位不同，即它們的溶入溶液形成水合離子的傾向不同，電極電位越高，電極上傾向與發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；電極電位越負(fù)（越低），電極上傾向于發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)。如鋅的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位比銅低，所以當(dāng)鋅和銅的金屬片在水溶液中將發(fā)生鋅的氧化反應(yīng)被腐蝕。 上面介紹

11、的是兩種金屬之間的電化學(xué)腐蝕，由于金屬的組織不可能完全均勻，因此在一塊金屬的兩個部分之間會形成不同的電極電位，所形成的原電池就可以產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。例如，汽輪機(jī)的凝汽器的管板與管子用不同的材料，如銅和鈦。在水中它們形成原電池，銅的電極電位低，是陽極，它被氧化而進(jìn)入水中產(chǎn)生腐蝕。鈦管板的電極電位高，形成陰極，水中溶解氧在其上被還原，造成陽極材料銅管產(chǎn)生腐蝕。,13,金屬帶正電荷 金屬帶負(fù)電荷 雙電層,水,鹽,14,Fe在含氧水中腐蝕過程,在焊縫處，不同金屬連接處，金屬缺陷，夾渣處等易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,15,二 核電站的水化學(xué)指標(biāo) 由于水質(zhì)的pH值、溶解氧、氯離子等是造成結(jié)構(gòu)材料腐蝕的主要因素，所以核

12、電廠的水化學(xué)技術(shù)條件主要控制這些技術(shù)參數(shù)。下面介紹各種類型核電站的水化學(xué)技術(shù)條件。 1 沸水堆核電站水化學(xué)：單回路,16,沸水堆核電站的水化學(xué)參數(shù)：高純中性水，雜質(zhì)低，,17,2 壓水堆核電站：雙回路,水化學(xué)問題 主要解決容器，管路，設(shè)備（泵，閥，罐等）不腐蝕，不破壞，不失水， 采取措施：制定合理的水規(guī)范 1）一回路的水規(guī)范,氫氧化鋰，PH值 控制水在堿性條件，降低堆芯及結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，特別是降低對不銹鋼和鎳基合金的腐蝕，在高溫水或蒸汽長期作用條件下，它們可表面生成尖晶石氧化膜，有保護(hù)作用。另外，金屬表面可吸附OH根，阻止其它物質(zhì)的作用。中性水比堿性水的腐蝕大三倍。 為何用氫氧化鋰？ （1）7

13、Li的中子吸收截面很?。?.039巴），不產(chǎn)生感生放射性； （2）堿性強(qiáng)，加少量即可； （3）對一回路水凈化效果好，鋰樹脂對水要分流凈化， （4）腐蝕性小，腐蝕性：氫氧化鈉氫氧化鉀氫氧化鋰； （5）硼酸也產(chǎn)生鋰7；,另外用于調(diào)節(jié)pH試劑是KOH，氨水。 （2）硼酸 控制反應(yīng)性 （3）溶解氧 氧是結(jié)構(gòu)材料氧化腐蝕的主要原因。必須嚴(yán)格控制，反應(yīng)堆水化學(xué)的主要目標(biāo)就是控制氧，對于氧的允許量逐漸嚴(yán)格，從初期50ppb到現(xiàn)在要求5ppb 溶解氧的來源：補(bǔ)給水，水的輻照分解產(chǎn)生氧， （4）溶解氫 利用氫與氧的輻射合成，抑制水的輻照分解，一般水中溶解氫14ml/kg時才能有效抑制水的分解， 氫的另一作用是除

14、去水中氮：氮在輻照條件下合成硝酸,（5）氟離子及氯離子，氯離子加速氧的腐蝕作用，氯離子是不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的一個條件,。 2）PWR電站二回路 二回路中的給水是由汽機(jī)凝結(jié)水、化學(xué)補(bǔ)給水和各種疏水組成的。其中,化學(xué)補(bǔ)給水來自化學(xué)水處理系統(tǒng)經(jīng)除鹽處理的高純度除鹽水,凝結(jié)水和各種疏水可經(jīng)過凝結(jié)水精處理系統(tǒng)除去系統(tǒng)中的懸浮物和溶解物。保證補(bǔ)給水除鹽處理系統(tǒng)和凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行,也就保證了二回路水質(zhì)的高純度。 核電站二回路與火電站對水質(zhì)要求有明顯差別的原因 壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器的管材必須采用價格昂貴的鎳基合金Incone1600, Incone1800, 或Incone690等材料. 這種鎳基

15、合金對除鹽水中的SO42 - , Na+ , Cl - 等微量離子很敏感,易產(chǎn)生腐蝕,而且蒸汽發(fā)生器一旦發(fā)生泄漏等故障,維修的條件就會變得非常困難. 因此,對蒸汽發(fā)生器的給水水質(zhì)要求很高,即對補(bǔ)給水和凝結(jié)水的水質(zhì)要求很高. 為了保證蒸汽發(fā)生器的給水水質(zhì),除了保證補(bǔ)給水的水質(zhì)和加強(qiáng)蒸汽發(fā)生器排污外,可通過對凝結(jié)水處理樹脂的篩選和對凝結(jié)水處理系統(tǒng)的運(yùn)行、再生、分離等設(shè)備的選用,達(dá)到蒸汽發(fā)生器的給水水質(zhì)要求和壓水堆核電站二回路系統(tǒng)水汽質(zhì)量的要求.,1-蒸汽發(fā)生器；2-汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-凝汽器；5-凝結(jié)水泵；6-循環(huán)水泵； 7-低壓加熱器；8-除氧器；9-給水泵；10-高壓加熱器 凝汽式發(fā)電廠水

16、汽循環(huán)系統(tǒng),高溫氣冷堆發(fā)電廠氣-水路原理圖,3高溫氣冷堆,23,HTR-10蒸汽發(fā)生器給水水質(zhì)技術(shù)要求,從各種類型核電站水化學(xué)技術(shù)條件來看，它們對水質(zhì)有若干共同的要求： 1. 要求一回路及二回路溶解氧極低，多在ppb級。 2. 除了單回路的沸水堆外，要求水質(zhì)呈堿性； 3. 要求氯離子為ppb級濃度； 4. 控制陽離子在極低濃度，特別是Fe及Na，具體表達(dá)方式不同，如硬度？、電導(dǎo)率、總固體，均反映對陽離子含量的要求 5二回路基本與火電廠的水汽回路一樣，有些指標(biāo)要求更高些。,24,三 溶解氧的抑制 幾個重要指標(biāo)控制 1 除氧技術(shù)途徑 對溶解氧的抑制，除去歸納起來有下述幾種方法： (1). 對于壓水

17、堆的一回路冷卻劑，主要采用加氫的辦法，使其在高溫條件下，氫與氧復(fù)合生成水，可以控制冷卻劑氧含量低于5g/L以下。這種除氧技術(shù)必須在強(qiáng)輻射場中，在射線的照射下才能實現(xiàn)，而且要在高溫條件下。在反應(yīng)堆的啟動過程還須用輔助化學(xué)除氧的方法。 (2). 化學(xué)試劑除氧 在水中加水合聯(lián)胺及其他化學(xué)試劑，例如亞硫酸鈉，碳酸肼，催化聯(lián)胺，羥胺等。在高溫氣冷堆二回路主要用大氣除氧和聯(lián)氨除氧。 壓水堆二回路，及一回路在反應(yīng)堆啟動過程使用 高溫堆二回路供水 熱電站蒸汽發(fā)生器供水 (3). 熱力除氧 (4). 真空除氧,25,(1)聯(lián)氨的性質(zhì) 聯(lián)氨（N2H4）又叫肼，在常溫下是無色液體，沸點113.5，密度1.004g/

18、cm3（25）。聯(lián)氨吸水性很強(qiáng)，與水結(jié)合成水合聯(lián)氨（N2H4H2O）。其凝固點低于-40，沸點為119.5。經(jīng)常使用的水合聯(lián)氨濃度在2440之間，常溫下聯(lián)氨的蒸發(fā)量不大。聯(lián)氨蒸汽對呼吸系統(tǒng)和皮膚有侵害作用。 化學(xué)性質(zhì) 聯(lián)氨在水溶液中能電離為OH-，呈弱堿性，25時電離常數(shù)是8.510-7，其堿性比氨水弱些，25時氨在水中的電離常數(shù)是1.810-5。聯(lián)氨受熱分解，熱穩(wěn)定較差，分解產(chǎn)物可能是NH3、N2、H2，分解反應(yīng)： 3N2H4=4NH3+N2 5N2H4=3N2+4NH3+4H2 由于聯(lián)氨分解產(chǎn)生氨，所以蒸汽及冷凝水系統(tǒng)使用銅材時，應(yīng)避免加藥過量。,2聯(lián)氨除氧,26,聯(lián)氨分解曲線,聯(lián)氨和O2

19、的反應(yīng)速度與pH關(guān)系,200度以上開始明顯分解,在酸性條件下加聯(lián)氨除氧效果不大,27,聯(lián)氨與除氧有關(guān)的特性,分解剩余,溫度及試劑量與反應(yīng)速度的關(guān)系 過量的加藥量可加快除氧速度： 較高的溫度有利于加快除氧。,催化劑對聯(lián)氨除氧的影響 有催化劑可更快除氧，徹底,28,（2）聯(lián)氨的除氧反應(yīng) 聯(lián)氨是一種還原劑，特別在堿性溶液中其還原性能很強(qiáng)，它將水中溶解氧還原： N2H4+O2N2+2H2O 在高溫條件下（200），聯(lián)氨還可將氧化鐵還原： 6Fe2O3+N2H44Fe3O4？+N2+2H2O 2Fe3O4+N2H46FeO+N2+2H2O 2FeO+N2H42Fe+N2+2H2O 聯(lián)氨還可將銅的氧化物還

20、原： 4CuO+N2H42Cu2O+N2+2H2O 2Cu2O+N2H44Cu+N2+2H2O,29,（3）聯(lián)氨除氧條件及特點 #聯(lián)氨除氧的優(yōu)點是不增加可溶性固體物質(zhì)。 #聯(lián)氨除氧的反應(yīng)速度與pH值有很大關(guān)系，在低pH時，除氧速度很慢。維持水溶液在pH值在911時，反應(yīng)速度最大 #，反應(yīng)溫度：低于50時，聯(lián)氨與氧的反應(yīng)速度很慢，當(dāng)水溫超過100時，反應(yīng)已明顯加快，當(dāng)水溫超過150時，反應(yīng)速度已經(jīng)很快。但溫度升高時聯(lián)氨分解也同時加快，可用增加壓力抑制聯(lián)氨的分解。 #及加藥量也對脫氧率有影響。 聯(lián)氨濃度增加，也可加快脫氧，聯(lián)氨加入量要遠(yuǎn)高于理論值。但過量又不宜太多，否則蒸汽中殘留實際量過大。加入試

21、劑量要考慮水中溶解氧 量，也要考慮還原腐蝕產(chǎn)物所經(jīng)試劑量。一般情況，水中過量聯(lián)氨可控制在2050g/L。,30,。 #如果在給水中含有亞硝酸鹽，它也與聯(lián)氨反應(yīng)消耗試劑。 N2H4+2NaNO3N2O+2N2+2NaOH+H2O #如果系統(tǒng)中有較多的氧化鐵，會消耗聯(lián)氨，應(yīng)考慮多加些聯(lián)氨。 3 亞硫酸鈉的除氧 亞硫酸是一種還原劑，能和水中氧反應(yīng)生成硫酸鈉，反應(yīng)式為 2Na2SO3+O22Na2SO4 亞硫酸作為除氧劑的缺點是它產(chǎn)生的硫酸鹽增加可溶性固體，并且它能在高溫時產(chǎn)生硫化氫。優(yōu)點是在低溫除氧時，亞硫酸鈉的反應(yīng)較快。,31,4 熱力除氧： 除氧原理：根據(jù)亨利定律，氣體在水中的溶解度與它在氣相中

22、的分壓成正比。在敞開口的設(shè)備中增加溫度，水面上的蒸氣壓增加，其它氣體的分壓相應(yīng)地下降，就不斷地從水中釋出，當(dāng)水溫達(dá)到沸點時，水蒸汽的壓力等于外界壓力，其它其的分壓等于零，溶于水的氣體全部除去。 熱力除氧同時還可除去水中二氧化碳， 熱力除氧按工作壓力可分三種： 真空式;壓力低于大氣壓力，凝汽器就是就有真空除氧作用 大氣式：除氧器的壓力0.12MPa，叫低壓除氧器 高壓式：壓力0.5MPa. 為了提高除氧效果，應(yīng)注意滿足下列條件; #不論在哪種壓力下除氧，都要把水加熱到相應(yīng)壓力下的飽和溫度； #為了加強(qiáng)傳熱和傳質(zhì)，要把水分散成細(xì)小的霧滴，增加接觸面積； #要有效地排氣，把產(chǎn)生的氧氣不斷地排掉。,3

23、2,四 pH值調(diào)節(jié) pH值的影響 水質(zhì)的pH值對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕率有重大影響，采用高pH值可以有效地控制對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕。pH值得調(diào)整要用氫氧化銨，不能用氫氧化鈉。 1氨的性質(zhì) #氨是有刺激臭味的氣體，能刺激粘膜，也有一定的毒性。氨易溶于水，可生成含氨1530（重量）的氨水。市售的氨水含氨28左右，密度為0.91g/cm3。 氨溶于水生成氫氧化銨，呈弱堿性： #氫氧化銨與酸及酸式鹽反應(yīng)生成鹽： 生成NH4HCO3的反應(yīng)pH值是7.9，生成(NH4)2CO3的反應(yīng)pH值是9.2，通常加氨的目的是將水的pH值調(diào)到8.5以上，所加氨水量要多于前一步的需要量。,33,故當(dāng)用氨水調(diào)節(jié)pH值時，不能濃度過高

24、，否則造成Cu及Cu合金的腐蝕。 加NH3量與水溶液的pH值關(guān)系可以計算出，如加NH3后水中NH3的濃度為0.1mol/L，則此時水溶液的pH值為11.12。加氨處理時，應(yīng)該先將濃氨水或液體氨稀釋至0.30.5的稀溶液，然后注入水中。,#氨在水溶液中易與Cu反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，造成腐蝕,34,2 pH對腐蝕率的影響,碳鋼及低合金鋼的腐蝕速率隨溶液pH值的增加而單調(diào)地降低，銅及銅合金在pH8.8以前，其腐蝕率還隨pH值增加而降低。當(dāng)氨濃度過高時，銅氨絡(luò)合物而增加了腐蝕速率。,AVT全揮發(fā)處理（用聯(lián)氨，氨）,35,提高PH值降低水化學(xué)腐蝕例 秦 山核電廠二回路系統(tǒng)主要是碳鋼材料，二回路系統(tǒng)的腐蝕

25、比較嚴(yán)重，反映在給水中鐵含量相對較高，這些腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到蒸汽發(fā)生器，對于蒸汽發(fā)生器傳熱管會造成不利的腐蝕環(huán)境，。為解決秦山核電站給水中鐵含量相對較高的問題，從化學(xué)控制上可以采取變更pH 值調(diào)節(jié)劑（如從高揮發(fā)性的氨改為揮發(fā)性較低的乙醇胺）和高AVT 處理兩種方式進(jìn)行糾正。高AVT 處理主要采取的是提高二回路系統(tǒng)pH 值的方法，以減少二回路系統(tǒng)的腐蝕。對于碳鋼和低合金鋼，其腐蝕速率隨pH值的升高而降低。所以采取高pH 值運(yùn)行可以有效地控制二回路系統(tǒng)的腐蝕。,36,高pH 值還可以有效地降低腐蝕產(chǎn)物向蒸汽發(fā)生器的轉(zhuǎn)移。在酸性和弱堿性溶液中，F(xiàn)e3O4 在77顯示了最大溶解度，而且隨溫度上升，F(xiàn)e3O

26、4 溶解度迅速降低。腐蝕產(chǎn)物中鐵會從給水設(shè)備或管道上溶解，進(jìn)入蒸發(fā)器后，腐蝕產(chǎn)物就沉積在蒸發(fā)器。因此，提高給水的pH 值，能有效的防止腐蝕產(chǎn)物向蒸發(fā)器轉(zhuǎn)移。而對壓水堆，腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到堆心被活化，造成系統(tǒng)的放射性增加，影響運(yùn)行環(huán)境 ，在提高二回路系統(tǒng)的pH 值以后，腐蝕產(chǎn)物含量都有明顯下降。,37,4 鐵的溶解度與溫度及pH的關(guān)系,五 電導(dǎo)率測量原理 量度物體的導(dǎo)電能力的物理量是電導(dǎo)，它的倒數(shù)是電阻 根據(jù)歐姆定律，在一定溫度下，溶液電阻值與電極間距L（cm）成正比，與電極的界面A(cm2）成反比， RL/A 對于具體裝置，L/A是定值，稱為電極常數(shù)，以Q=L/A表示： R=(L/A)=Q 比例常

27、數(shù)，稱為電阻率其倒數(shù)1/稱為電導(dǎo)率，K= 1/ 電導(dǎo)率K=Q/R 電導(dǎo)率等于電極距離1cm，面積1cm2溶液的電導(dǎo)值，它反映了溶液中電解質(zhì)的濃度，反映水質(zhì)的純度。單位是S/cm（西門子/厘米），或S/cm（微西/厘米）,38,2 電導(dǎo)率測量的意義及注意 1）水溶液的電導(dǎo)率是各種電解質(zhì)產(chǎn)生電導(dǎo)的總和； 2）膠體物質(zhì)，不電離的物質(zhì)，即使含量高也不產(chǎn)生電導(dǎo)；不能簡單用電導(dǎo)率決定水質(zhì)的純度，要了解水的組成。 3）在核電站的用水中，電導(dǎo)率基本可反映水的質(zhì)量，應(yīng)用很多； 4）溫度對電導(dǎo)率影響很大，必須溫度校正，高溫水要冷卻后測定； 5）每個電導(dǎo)電極的電極常數(shù)不同，要校正（設(shè)置）。 6）準(zhǔn)確的電導(dǎo)率儀要用氯

28、化鉀標(biāo)定，通常用不同濃度的KCl溶液作為標(biāo)準(zhǔn)來校正電導(dǎo)率儀。如0.0001mol/L的溶液在25時的電導(dǎo)率為1.494ms/m，即14.94s/cm。,0.01mol/l L KCl溶液的電導(dǎo)率及溫度的影響,39,摩爾電導(dǎo)：它在溶液中該離子濃度為1mol/L的電導(dǎo)值。因為當(dāng)溶液濃度高時，電導(dǎo)就與濃度不成比例，故，摩爾電導(dǎo)是在足夠稀溶液中離子的電導(dǎo)值，摩爾電導(dǎo)是離子的電導(dǎo)最大值。下表列出常見離子在水溶中的極限摩爾電導(dǎo)值，可看出不同離子所產(chǎn)生電導(dǎo)的差異?？刂扑|(zhì)不能光看電導(dǎo)率，還需檢查離子濃度,250C時的摩爾電導(dǎo),40,六 電廠的水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 1 控制水汽質(zhì)量的意義 在核電廠及火電廠中，蒸汽發(fā)生

29、器，汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備組成熱力系統(tǒng)，水是其主要工質(zhì)，控制水汽質(zhì)量對于安全運(yùn)行有重要意義。高溫氣冷堆電站的熱力系統(tǒng)采用直流鍋爐蒸汽發(fā)生裝置，與火電廠的水汽熱力系統(tǒng)類似，因而控制水汽質(zhì)量很重要。水汽質(zhì)量差會有以下危害： 1)熱力設(shè)備結(jié)垢，導(dǎo)致結(jié)垢部位金屬壁過熱，金屬強(qiáng)度下降，甚至破裂。 2)熱力設(shè)備腐蝕，水質(zhì)不良是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的重要原因，腐蝕導(dǎo)致設(shè)備損壞的原因之一，腐蝕導(dǎo)致設(shè)備使用壽命縮短，維修成本增加,影響供電。 3）汽輪機(jī)和加熱器積鹽。水質(zhì)超標(biāo)會導(dǎo)致蒸汽品質(zhì)下降，蒸汽帶出的雜質(zhì)會在汽輪機(jī)及過熱器內(nèi)沉積，嚴(yán)重時導(dǎo)致停機(jī)事故。 在壓水堆核電廠一回路水質(zhì)調(diào)整更為復(fù)雜。 2 水汽的質(zhì)量指標(biāo) 直流鍋爐對蒸汽質(zhì)量要求極為嚴(yán)格，鈉含量低于5g/kg，二氧化硅15g/kg，鐵10g/kg，銅g/5kg，電導(dǎo)率0.3s/cm。 1）鈉：蒸汽中主要