页数：31页文件大小：7.77 MB来源： 金属腐蚀与防护ppt课件
本课件围绕核电设备的腐蚀与防护展开，介绍核电原理与压水堆一回路、二回路的结构材料，说明锆合金与镍基合金的腐蚀特点，并给出核电设备腐蚀的防止措施。页面按原课件顺序逐页呈现图示与文字版，便于对照查阅与教学使用。
堆芯：燃料U-235。
控制棒：碳化硼或金属镉。冷却剂（Refrigerant）：冷却剂的作用是吸收裂变能。可作为核反应堆冷却剂的有H2O、D2O、CO2、He、液态金属Na及某些有机物。慢化剂：慢化剂的作用是吸收核裂变产生的快中子的能量来控制裂变反应。可作为慢化剂的有H2O、D2O、石墨。
压水堆核电设备一回路(核岛)由反应堆、稳压器、蒸汽发生器、主泵组成。
二回路（常规岛）由蒸汽发生器、汽轮机、凝汽器、给水泵组成。冷却剂水由主泵送入反应堆，在堆芯吸收裂变热量后，流出反应堆进入蒸汽发生器。通过蒸汽发生器内的热交换管传给二回路的水使之汽化。
蒸汽发生器的传热管壁厚仅1mm,有数万根，一旦腐蚀泄漏，会使二回路的水发生核污染。
2.一回路结构材料压水堆一回路所有材料使用耐蚀材料，如锆合金、镍基合金、不锈钢等。
1.锆合金的腐蚀特点Zr-2(1.5Sn 0.15Fe 0.1Cr 0.05Ni), Ni吸收H2，易氢脆。
Zr-4(1.5Sn 0.2Fe 0.1Cr Ni<0.007)应用于水冷堆燃料元件的包壳材料。锆合金在高温水或蒸汽中发生反应：Zr+H2O ZrO2+H2转折点以前，氧化膜为ZrO2-n(n<0.05),转折点以后为ZrO2，无保护性。影响锆合金腐蚀的因素有浓度、中子通量、热通量、冷却剂水质等。
2.锆合金在压水堆中的应用锆合金用于燃料元件包壳，反应堆运行时，裂变产生的热量经过元件包壳传递给冷却剂。
因锆合金与水反应生成H2，故易发生氢脆。然而Zr-4合金比Zr-2合金的吸H2量小得多，故压水堆都用Zr-4合金做包壳。
为防止蒸汽发生器中奥氏体不锈钢的SCC。
核电设备主要使用Ni-Cr合金，主要用于蒸汽发生器的热交换管。一些国家用因科镍-600和因科洛依-800合金做管材。此外，反应堆压力壳表面也使用镍基合金，因金属表面生成M3O4，具有优良的耐腐蚀性能。二回路水需进行协调磷酸盐或联胺处理，控制水的R=2.3~2.6若R<2.3，则应往炉中加磷酸钠。若R>2.6，则应往炉中加磷酸氢钠。
1.冷却剂质量标准（1）溶O2在无氧水中Fe + H2O Fe3O4(或γ-Fe2O3)具有保护性在有氧水中，Fe + O2α-Fe2O3无保护性。
要求一回路冷却剂中CO2<0.1mg/L,二回路水中CO2<0.02mg/L。( 2 ) H2控制冷却剂中CH2= 25～40mg/L,冷却剂中H2的作用：抑制水的辐射分解：H2O O2+ H2通过辐射除N2：N2+ H2NH3抑制反应：N2+ O2+ H2O HNO3高温辐射。
(3) Cl-控制二回路补给水中Cl-<0.1mg/L,炉水Cl-<1mg/L。
(4) F-控制一回路水中F-<0.1mg/L。F-可能来源于补给水、阀门密封垫、化学添加剂等。(5) pH对一回路，常用LiOH调节水的pH，pH=9.5~10.5。也可用NH4OH调节水的pH，但会使水中N2浓度增加。(6)总固体量指冷却剂注入一回路之前其中的总固体量。要求小于1mg/L。
2.冷却剂的除气1)除去冷却剂中的溶O2。
在反应堆达到功率运行之前，对冷却剂进行除氧，因为联氨不会向冷却剂中引入固体物质，故对一回路的初装水及反应堆冷却过程中都采用联氨除氧。2）除去放射性裂变气体。除去和收集裂变气体，并将其送往废气处理系统，这对反应堆的安全运行和环保很重要。3）除去N2、H2。在使用NH4OH作pH控制剂时，因氨气分解生成N2、H2会对泵产生空泡腐蚀。冷却剂中的裂变气体Kr、Xe、N2等，用热力除气的方法除去。3.pH的控制。
控制冷却剂的pH一般用LiOH。
实际是用的7Li的氢氧化物，天然锂中常含7.52%的6Li,6Li与4He反应生成大量氚，它以氚水形式存在难以除去和分离，故需高纯度7Li的氢氧化物调解冷却剂的pH。用7Li调节冷却剂的pH,原因:(1)LiOH比NaOH和KOH对不锈钢、锆合金的腐蚀轻。(2)冷却剂中加入H3BO3作为可溶性中子吸收剂，由于10B的反应，反应堆运行时，在冷却剂中会产生一定量的7Li。一个反应堆运行时每年产生的7Li占总耗量的1/4~1/3。当冷却剂中7Li浓度超过允许值时，可使冷却剂通过净化回路的H+阳床，除去部分7Li。3.pH的控制。
Thefissionprocess快中子
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Pressurized water reactor
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Boiling water reactor.
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Boiling water reactor.
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High temperature gas-cooled reactor.He气温度达760°C石墨
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The breeding process.快堆增值过程
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液态金属快增值堆
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Elements of a water-cooled nuclear reactor.水冷核反应堆的组成
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Nuclear Power Plant Safety
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Nuclear Plant Water-Steam System 1
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图13-2压水堆本体结构1.控制棒驱动机构2.顶盖3.驱动轴4.压紧组件5.吊蓝部件6.支承筒7.导向筒8.控制棒9.冷却剂入口10.冷却剂出口11.堆芯辐板12.筒体13.燃料组件
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Reactor
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大亚湾核电站
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Ling Ao Nuclear Plant
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岭澳核电站
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岭澳Nuclear PlantDesign Model
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包括沸腾水堆和压水堆，沸水堆的特点是将水蒸汽不经过热交换器直接送到汽轮机，从而防止了热效率的低下。
加压水堆则用高压抑制沸腾，对轻水一般加100~160个大气压，从而热交换器把一次冷却剂（取出堆芯产生的热）和二次回路水蒸汽完全隔离开来。
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