压水堆水化学复习题答案..
压水堆重点
压水堆核电站入门重点一、名词解释(2题,共10分)1、压水堆2、反应堆反应堆是以可控方式产生自持链式核裂变反应的装置,产生、维持和控制链式核裂变反应3、核安全及其三要素核安全:在核设施设计、制造、运行及停役期间为保护核电厂工作人员、公众和环境免受可能的放射性危害所采取的所有措施的总和。
这些措施包括:(1)保障所有设备正常运行,控制和减少对环境的放射性废物排放。
(2)预防故障和事故的发生。
(3)限制发生的故障或事故后果。
即核安全取决于设备的可用性、人的行为、工作组织与管理的有效性。
核安全的三大功能(也称作三要素)是:反应性控制、堆芯冷却和放射性产物的包容。
4、固有安全性固有安全性被定义为:当反应堆出现异常工况时,不依靠人为操作或外部设备的强制性干预,只是由堆的自然安全性和非能动的安全性,控制反应性或移出堆芯热量,使反应堆趋于正常运行和安全停闭。
具备有这种能力的反应堆,即主要依赖于自然的安全性,非能动的安全性和后备反应性的反应堆体系被称为固有安全堆。
二、判断题(10题,共20分)1、一二回路的放射性问题一回路水的放射性主要来自于中子活化产物(其中主要是钴60)以及裂变气体。
中子活化产物是一回路材料在反应堆中子的照射下产生的放射性同位素,裂变气体是核燃料裂变反应后产生的一些放射性气体(氙、氪等)。
一回路通过蒸汽发生器将热量传递到二回路,由于蒸汽发生器的屏蔽,只要传热管不发生破损,一回路水不泄漏到二回路,二回路的水就不会有放射性。
2、与主回路相连的系统,与安注系统相连的系统与反应堆冷却剂系统(RCP)相连的有:化学与容积控制系统(RCV),余热排出系统(RRA),安全注入系统(RIS)与安注系统(RIS)相连的有:安全壳喷淋系统(EAS),反应堆换料水池和乏燃料水池的冷却和处理系统(PTR)3、设备冷却水系统(RRI)是否有泄漏,如何检测主要检测波动箱的水位变化,一旦出现冷却水漏失,波动箱水位就会异常降低,主控室会出现警报。
核反应堆工程复习参考题
核反应堆工程复习参考题.1、压水堆与沸水堆的主要区别是什么?沸水堆上使用一个电路,压水堆存有两个电路;沸水堆上由于堆芯顶部必须加装汽水分离器等设备,故控制棒Bagalkot堆芯底部向上填入,控制棒为十字形控制棒,压水堆为棒束型控制棒,从堆芯顶部步入堆芯;沸水堆上具备较低的运转压力(约为70个大气压),冷却水在堆上内以汽液形式存有,压水堆一回路压力通常超过150个大气压,冷却水不产生融化。
2、详细描述一种常用堆型的基本工作原理?沸水堆(boilingwaterreactor)字面上来看就是采用沸腾的水来冷却核燃料的一种反应堆,其工作原理为:冷却水从反应堆底部流进堆芯,对燃料棒进行冷却,带走裂变产生的热能,冷却水温度升高并逐渐气化,最终形成蒸汽和水的混合物,经过汽水分离器和蒸汽干燥器,利用分离出的蒸汽推动汽轮进行发电。
压水堆(pressurizedwaterreactor)字面上看看就是使用高压水去加热核燃料的一种反应堆,其工作原理为:主泵将120~160个大气压的一回路冷却水送入堆芯,把核燃料放出的热能带出堆芯,而后进入蒸汽发生器,通过传热管把热量传给二回路水,使其沸腾并产生蒸汽;一回路冷却水温度下降,进入堆芯,完成一回路水循环;二回路产生的高压蒸汽推动汽轮机发电,再经过冷凝器和预热器进入蒸汽发生器,完成二回路水循环。
3、重水堆上的燃料天然度为什么可以比压水堆的高,哪种堆型对燃料的第四枚性更好?因为卸料燃耗较浅,用重水(d2o,d为氘)作慢化剂,其热中子吸收截面约为轻水(h2o)的1/700,慢化中子能力不如后者,需要更多的碰撞次数,可直接利用天然铀作核燃料。
4、快中子堆上和热中子堆上较之存有哪些优缺点?优:快中子堆没有慢化剂,所以体积小,功率密度高。
失:快中子堆上必须存有较低的核燃料天然度,初装量也小。
快中子堆上燃料元件加工及乏燃料后处理建议低,快中子紫外光通量率为小,对材料建议严苛。
平均寿命比热中子堆短,掌控困难。
压水堆入门问答题与答案
绪论1.核能发电具有哪些优点?特点1:核能具有很高的能量密度特点2:核电是清洁的能源特点3:核能是极为丰富的能源特点4:核电在经济性具有竞争力特点5:核电的安全性具有保障2.简述压水堆核电站的基本组成?核岛——反应堆冷却剂系统、一回路辅助系统、辅助冷却水系统、专设安全设施、排出物的处理与排放核辅助系统:化学和容积控制系统、硼和水补给系统、余热排出系统、反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统、设备冷却水系统常规岛——蒸汽系统、给水加热系统、汽轮机辅助系统、常规岛冷却水系统、除盐水分配系统电气系统——发电机及其辅助系统、输配电及其保护系统、厂用电系统3.压水堆核电站如何将核能转化成电能?1、反应堆:将核能转变为热能(高温高压水作慢化剂和冷却剂);2、蒸汽发生器:将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水,使其变为饱和蒸汽,在此只进行热量交换,不进行能量的转变;3、汽轮机:将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。
4、发电机:将汽轮机传来的机械能转变为电能。
4.核岛厂房主要有哪些?分别布置哪些系统?1.反应堆厂房反应堆厂房又称安全壳,主要布置一回路系统设备(反应堆、主泵、蒸汽发生器、稳压器等)以及部分专设安全系统和核辅助系统2.燃料厂房主要有乏燃料水池,用以贮存堆芯中卸出的乏燃料。
厂房背面紧邻换料水箱,贮存反应堆换料所需的含硼水3.核辅助厂房主要布置主控制室和各种仪表控制系统及其供配电设备,另外蒸汽发生器的蒸汽管道和给水管道也穿过该厂房此外,核岛还有柴油发电机厂房、连接厂房、、副主给水贮存箱5.常规岛主要有哪些厂房?分别布置哪些系统?核岛厂房主要有汽轮厂房和辅助间以及联合泵站所组成。
汽轮厂房布置有二回路及其辅助系统飞主要设备,如汽轮机、发电机、冷凝器、除氧器、给水泵等联合泵站位于循环冷却水的进口处,其内主要设置循环水泵和旋转滤网,为汽轮机的冷凝器提供冷却水源6.厂房及其房间的识别符号如何定义?厂房识别:N—L—L,机组识别—厂房识别—区域识别D:柴油机厂房K:发燃料厂房L:电器厂房M:汽轮机厂房N:辅助厂房R:反应堆厂房W:连接厂房X:未分区房间识别:N--N—N,楼层—房间号,其中楼层要减17.设别的识别符号如何定义?设备识别:N—L—L—L机组识别—系统识别—N—N—N—L—L设别编号—设别类型系统识别:ABP:低压给水加热器系统CEX:凝结水抽取系统EAS:安全壳喷淋系统GCT:汽机旁路系统KSC:主控制室系统PMC:核燃料装卸贮存RCV:反应堆冷却剂系统VVP:主蒸汽系统XCA:辅助蒸汽系统8.工程图纸的识别符号如何定义?(不考试)第一章9.简述反应堆冷却机系统RCP的功能和组成?RCP系统功能:1.热量传输——堆芯热量传递至蒸汽发生器二回路侧2.反应性控制——调整冷却剂中硼酸浓度,控制反应性3.压力控制——稳压器的喷淋和电加热,控制系统压力4.放射性屏蔽——承压边界,第二道安全屏障(第一道是燃料元件包壳,第三道是安全壳)RCP系统的组成:反应堆压力容器及其顶盖,控制棒驱动机构的压力外壳,住冷却剂管道(热管段、过渡段、冷管段),蒸汽发生器一回路侧,反应堆冷却机泵(简称主泵),稳压器及其连接管道(波动管、喷淋管),与辅助系统相连接的管道和阀门10.简述大亚湾核电站燃料组件的组成特点?1.大亚湾核电站采用AFA-3G型燃料组件2.有骨架和燃料棒组成,呈17*17正方形栅格排列,总共289个栅格,其中264个装有燃料棒3.骨架由8个定位格架,3个中间搅浑架,24根控制棒导向管,1根中子能聊测量管和上下管座焊接(确保组件的刚性,承受整个组件的重量和控制棒快速下插的冲击力,并准确引导控制棒的升降)4.燃料棒是压水堆产生核裂变并释放热量的基本元件5.AFA_3G型燃料组件的包壳为M5合金,中子吸收面积小,在高温下有较高的机械强度和耐水腐蚀性能,裂变反应产生的氚很难穿过锆合金扩散(接卸强度燃料包壳的作用是防止核燃料与冷却剂接触,防止裂变产物逸出,以免造成放射性污染)11.控制棒组件的作用是什么?黑棒帮组和灰棒帮组的区别?作用:1.是反应堆控制部件,由吸收中子能力很强的材料制成,可以控制核裂变的速率。
压水堆课后题
压⽔堆课后题第⼆章1.压⽔型反应堆有那⼏⼤部分组成?反应堆堆芯,堆内构件,压⼒容器和顶盖,控制棒驱动机构2. 堆芯内有多少燃料组件?试述燃料组建的构成。
157个第3区(堆芯四周) 52个3.1%,(内区)第2区52个2.4%,第1区53个 1.8% 3. 第⼀循环堆芯各区燃料的铀-235富集度分别是多少?第⼆循环新装⼊燃料的富集度是多少?见上题 3.25%4. 第⼀循环堆内有哪些功能组件?控制棒组件,可燃毒物组件,中⼦源组件,阻⼒塞组件5. 控制棒组件按材料和功能各如何分类?材料分类 -灰棒:不锈钢功能分类 -功率调节棒-⿊棒: Ag-In-Cd -温度调节棒-停堆棒6. 可燃毒物和中⼦源组件的功能是什么?可燃毒物:为保证慢化剂温度为负值,其硼浓度⼜不能太⾼,所以装有66束具有较强吸收中⼦能⼒的可燃毒物组件以平衡反应性。
中⼦源组件:中⼦源经次临界增值后产⽣⾜够多的中⼦数,使源量程核仪表通道能探测到堆内中⼦⽔平,以克服测量盲区。
7. 标出反应堆各部件的名称图2.18. 如何保证压⼒容器顶盖和本体之间的密封?O形密封环,密封探漏装置9. 压⼒容器底部和顶盖各有哪些贯穿件?顶部:控制棒导向筒,排⽓管,热电偶柱底部:因科镍套管10. 控制棒驱动机构由哪⼏部分组成?压⼒外壳,操作线圈,销⽖组件,驱动杆,单棒位置指⽰线圈第三章1. 简述RCP系统的构成和流程。
反应堆压⼒容器—(热段)—蒸汽发⽣器—主泵—(冷段)—反应堆压⼒容器2.不考3.画出反应堆⼀回路平均温度,堆进出⼝温度及SG蒸汽参数随功率变化的曲线。
out》avg》in》v4.蒸汽发⽣器⽔位调节系统同时调节哪两个机构?调节信号是什么?-给⽔调节阀 R2输出量-给⽔泵转速调节机构 R3输出量5. 简述蒸汽发⽣器⼆次侧⽔的流程⼆回路给⽔—蒸汽发⽣器—环形空间(与汽⽔分离器分离的给⽔混合)—底部管板—倒U形管束(被⼀回路冷却剂加热)—蒸汽—VVP系统—⽔——再循环6.画出蒸汽发⽣器⽔位整定线 P957.主屏热泵的作⽤是什么?阻⽌反应堆冷却剂的热量向泵的上部传导8.简述轴封⽔的流程。
水化学最终整理
1.离子活度:在电解质的水溶液中,由于阴阳离子彼此吸引,相互牵制,有时,阴阳离子间还会缔合成离子对,从而使离子不能完全自由移动。
所以,将实验测得的离子浓度定义为离子活度或有效离子浓度,用a表示。
2.理解度或电离度;在电离平衡时溶液中已电离的溶质分子数和溶解的溶质分子总数之比。
5.穿晶腐蚀(应力腐蚀);是指在静应力(金属的内外应力)作用下,金属在腐蚀介质中所引起的破坏,这种腐蚀一般穿过晶粒,也称为穿晶腐蚀。
6.不锈钢苛性晶间应力腐蚀:所谓苛性应力腐蚀就是在有苛性碱存在下所发生的不锈钢晶间应力腐蚀。
7.辐解产物产额:水每吸收100eV的辐射能产生或消失的辐解产物数目。
9.偶极距:偶极矩是衡量分子极性大小的物理量。
在物理学中,把大小相等符号相反彼此相距为d的两个电荷组成的体系称之为偶极子,其电量与距离之积,就是偶极矩(μ)。
11.离子活度及活度系数;将实验测得的离子浓度定义为离子活度。
离子活度与初始浓度的比叫做活度系数。
12.交换容量;单位体积或重量树脂能够交换的离子量.13.化学去污去污;利用化学制剂的溶解作用去除表面污染,效率高,适用性广。
14去污因子;去污前后被去污表面放射性强度之比15.锆的内氢脆:指氢化锆由燃料包壳内壁向外表呈辐射状析出,使包壳产生裂缝,甚至贯穿管壁造成裂变产物的泄漏。
16.临界硼浓度;维持反应堆临界所需要的硼浓度。
17.硼酸的微分价值:每单位硼浓度的变化引起的反应性的变化量,即反应性随硼浓度的变化率。
18.期望值:为了设备运行工况符合规范,在正常工况下应该达到的数值或希望达到的数值。
超出此值可推测为可能有异常,希望得到确认和消除异常,使之尽早达到此值。
19限值:表示必须遵守的值,并且超出这一数值时可能产生直接的事故或到了材料承受的极限。
21总交换容量;交换剂本身可被交换的活性基团数量22工作交换容量又叫穿透容量,离子交换柱在工作过程中,当流出液体中开始出现被交换离子时,交换剂所达到的交换容量1压水堆电站中水都有哪些作用?答:水的作用:1.充当冷却剂.2.慢化剂.3.屏蔽材料.4.喷淋液.5.水溶液.2反应堆内放射性物质的主要来源有哪几部分?答:1来自于燃料中的裂变产物,如惰性气体,碘,銣,铯等易挥发裂变产物;2来自被活化的腐蚀产物。
压水堆化学00
核裂变链式反应
核裂变反应
每公斤铀核 裂变所释放 的能量相当 2700吨优质 煤燃烧所释 故的能量, 即比同样质 量的优质煤 所放出的能 量约大270 万倍。
核反应堆
核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是 装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式 反应的装置。 链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物 质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导 出的热量可以使水变成水蒸气,推动气轮机 发电。由此可知,核反应堆最基本的组成是 裂变原子核+热载体。
放射性水压水堆中化学的基本任务(2)
与反应堆安全有关的化学问题
正常运行下:三废处理 事故条件下:事故下裂变产物的释放机理和控制
手段
分析化学
监督冷却水水质,提供可溶性中子吸收剂的浓度,
水中杂质含量等数据
压水堆中化学化工问题的重要性
直接关系到反应堆控制、运行、换料、维修、 安全以及环境保护等一系列环节,是整个压 水堆工程技术中一个不可缺少的重要部分。
4.辅助冷却水系统
为了确保冷却剂系统在各种工况下正常运行,设
置了补给水系统、设备冷却水系统、一次屏蔽水 系统以及换料充水、排水系统,这些系统通称为 辅助冷却水系统。
常规岛的系统
常规岛系统与火电站的系统相似,它通常包 括: 二回路系统、循环冷却水系统、电气系 统。
二、压水堆化学的主要任务
什么是压水堆化学?
在这一课程中我需要掌握什么知识?
压水堆化学不同于普通化学,它既涉及一般化学
问题,又涉及辐射场作用下的物质变化,也就是 说,压水堆化学所讨论的问题是“高温、高压、 强辐射条件下的化学反应”。
压水堆中化学的基本任务(1)
《核电厂系统与设备》课后习题答案及复习提纲
注:本资料主要针对《核电厂系统及设备》臧希年编著第2版清华大学出版社2011年7月;笔者根据所学知识及综合一些其它资料汇编而成,分为课后习题解答与复习提纲两部分;本资料仅供读者作些参考,由于笔者知识有限,有些知识难免存在一些偏差,请批评指正。
2014年2月16日星期日第一部分:课后习题参考答案(2、3、4、5、7、8)第二章压水堆核电厂1.从电能生产的观点看,压水堆核电厂有哪些部分?各自有什么作用?答:从电能生产的角度看,压水堆核电厂分为核岛与常规岛,核岛利用核能生产蒸汽,常规岛利用蒸汽生产电能。
2.从热力循环的观点看,压水堆核电厂由几个回路组成?各自的作用是什么?答:压水堆核电厂主要由反应堆冷却剂系统(简称一回路),蒸汽和动力转换系统(又称二回路),循环水系统组成。
一回路生产蒸汽,二回路与三回路将蒸汽的热能转换为推动核汽轮机组转动的机械能。
3.核电厂的厂址须满足什么要求?答:应考虑三个方面①核电厂的本身特性。
核反应堆是一个强大的放射源,核电厂的热功率决定了反应堆内的放射性的总储量,在相同的运行条件下,堆内放射的总量与功率成正比。
②厂址的自然条件与技术要求。
应尽可能地避免或减少自然灾害(如地震,洪水,及灾难性气象条件)造成的后果,并应利于排出的放射性物质在环境中稀释③辐射安全要求。
⑴辐射安全应符合国家环境保护,辐射防护等法规和标准的要求⑵将核电厂设置在非居民区⑶考虑厂址周围的人口密度和分布。
4.核电厂主要有哪些厂房?核电厂主要有反应堆厂房(即安全壳),燃料厂房,核辅助厂房,汽轮机厂房和控制厂房。
5.解释名词:多道屏障,纵深防御,单一故障准则多道屏障:在所有情况下保证绝对控制过量放射性物质对外释放,核电厂设置了三道屏障,只有这三道屏障全部被破坏才会释放大量的放射性物质。
纵深防御:将安全有关的所有事项置于多重防御之下,在一道屏障失效后还有另一道屏障来弥补。
单一故障准则:当系统中某一部件不能执行其预定功能安全功能时,并不影响整个系统功能的执行。
压水堆水化学复习题答案.docx
题型:1.填空题、2.看图填空、3.简单题、4.计算题或论述题。
复习要点第一部分:水化学概述1.水的特殊(反常)性质与分子结构的关系。
何谓分子的缔合?何谓氢键?关系:水分了是具有偶极矩的强极性分了,这种结构成为水具有许多反常性质的主要原因;水分子的缔合:水分了的偶极矩相互吸引,并通过“氢键”而形成多分了的聚集状态。
这种由简单分了结合成比较复杂的分了,而不引起物质的化学性质改变的现象,称为分了的缔合。
氢键:与负电性强的元素(尤其是氟和氧)作共价结合的氢原子,还可以再和此类元素的另一原子相结合。
此时所形成的第二个键,称为氢键。
2什么叫水的离子积?写出表达式。
练习溶液的pH值计算。
\H+]OH-]_K水的离子积:水的离解平衡式为[玦0] ”或间[°成]=犬””2。
],几乎在所有溶液中,H2O的活度接近1.0,因此不考虑H2O的平衡常数,贝ij Kw=[H+][OH-],称为水的离了积。
表达式:Kw=[H+][OH-]pH 值计算:pH=-lg[H+]3.解释硬水、软水、暂时硬度、永久硬度。
硬水软化的常用方法有哪些。
硬水:溶有较多量Ca2+和Mg2+的水叫做硬水。
软水:溶有少量Ca2+和Mg2+的水叫做软水。
暂时硬度:由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的硬度,叫做暂时硬度。
永久硬度:如果水中溶有Ca和Mg的硫酸盐或氯化物,则不能用加热的方法去掉Ca和Mg 的离子,这种硬度叫永久硬度。
方法:1.药剂软化法:采用石灰、纯碱、碳酸三钠和硼砂等药剂中的一种或几种。
反应结束后澄清就得到软水。
(操作复杂但成本低,适于处理大量的高硬度的水,常作为水软化的初步处理。
)2.离子交换法:现代使用盐型离子交换树脂来降低水的硬度。
3其他方法:过滤法:在大规模滤水时,使用由沙砾和石子组成的过滤器;小规模的过滤采用烧结玻璃、特制的过滤材料和过滤膜等。
过滤法只能除掉不溶性杂质。
蒸馅法。
第二部分:压水堆的放射性1.压水堆放射性物质的来源及组成?压水堆核电厂一回路冷却剂中主要的裂变产物有哪些?列出其中6中主要核素。
化学水处理理论知识考核试题及答案
化学水处理理论知识考核一、选择题1、为保证凝结水水质,凝结水处理流程一般需要使用()工艺。
[单选题]*A、过滤√B、反渗透处理C、中和处理D、浮动床除盐2、半透膜在自然界中()。
[单选题]*A、广泛存在√B、不存在,需要人工制造C、仅存在于动物体内D、仅存在于植物体内3、在盛过酸、氨水和油的储罐上进行焊接作业,下列说法错误的是()。
[单选题]*A、要用热碱水将罐体冲洗干净B、它们的残留物在高温下可以分解,能与罐中的空气形成可燃爆混合气体C、可以直接焊接√D、不处理干净不能焊接4、反渗透系统给水加入阻垢剂后,对浓水区LSI指数说法正确的是()。
[单选题]*A、必须小于0,否则有结构倾向B、必须大于0,否则有结构倾向C、必须小于1,否则有结构倾向D、允许适度大于1 √5、反渗透卷式膜元件所用的膜形态是()。
[单选题]*A、平面膜√B、纤维束C、管式膜D、板框膜6、201*7型树脂是()离子交换树脂。
[单选题]*A、强酸性B、弱酸性C 、强碱性√D、弱碱性7、V 型滤池通常使用()。
[单选题]*A、均匀滤料B、双层滤料(上层粒径大,下层粒径小)C、双层滤料(上层粒径小,下层粒径大) √D、三层滤料8、压力式过滤器运行流量开不大,且出口压力较高,压差很小,有可能是()所造成。
[单选题]*A、滤料粒径较小B、滤料粒径过大C、滤层较高D、积水装置污堵√9、当纯水和盐水被理想的半透膜隔开,()侧的水会自发的流向另一侧,这种现象称为渗透。
[单选题]A、盐水√B、顺水C、温度较高D、温度较低10、下面关于化学除盐水处理工艺要求说法不正确的是()。
[单选题]*A、根据原水的含盐量及对除盐水的含盐量确定√B、根据用水量大小确定C、根据排污水的要求确定D、随意确定11、钟罩式脉冲澄清池是按照()方式不同来区分的。
[单选题]*A、真空B、间歇运作C、虹吸√D、连续运作12、中空纤维膜元件的每根纤维丝束在压力容器内呈()形。
压水堆核电厂水化学
压水堆核电厂水化学知识一、绪论1.1、水在核电厂的作用:(1)中子慢化剂:将快中子慢化为易引发核反应的热中子;(2)主回路冷却剂:将核反应产热传导至二回路;(3)发电工质:通过水汽循环实现热能发电;(4)冷却水:将二回路余热导入最终热阱(海水)、设备冷却水(闭式冷却水)、定子冷却水、轴封冷却水;(5)辐射屏蔽:水是良好的放射线屏蔽剂,核电厂的换料水池、乏燃料池充满水可起到吸收中子及辐射屏蔽作用;(6)其它:消防水、配制各种去污剂等1.2、水化学对材料腐蚀的作用:通过对水中杂质含量限制、调整水的酸碱性和氧化还原性可有效控制水对材料的腐蚀速率和损伤程度,延长设备使用寿命。
1.3、水化学对控制集体剂量的贡献:1)通过水质控制可以抑制材料腐蚀,减少腐蚀产物产生量;2)适宜的水质可以减少燃料破损的风险,减少裂变产物进入一回路冷却剂;3)冷却剂酸碱性及氧化还原性的合理调配,可以改变活化腐蚀产物的释放、迁移、沉积路径。
二、水化学基础知识2.1、水的密度随温度变化:1)常压时,在0~4℃之间,水具有反膨胀性,T↑→ 密度↑;2)大于4℃的饱和水,T↑ → 密度↓(符合热胀冷缩规律)2.2、水是离子型化合物的优良溶剂。
2.3、溶解度:一定温度下,某种物质溶解在一定量溶剂中达到饱和时所能溶解的量。
2.4、溶液:一种或几种以上的物质高度分散(以分子、离子或原子状态)到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物。
能溶解其他物质的物质叫溶剂;被溶解的物质叫溶质。
2.5、胶体溶液:数量较多的分散质粒子的直径在1nm—100nm之间的分散系,是一种高度分散的多相不均匀体系。
2.6、悬浮液:大量的微小的不溶性固体颗粒因布朗运动而分散于液体中形成的混合物。
固体颗粒粒径通常大于100nm。
2.7、浓度单位:一般有摩尔浓度、质量浓度、体积浓度。
如:mol/L、mg/kg、μg/kg 、ml/kg等,也有无量纲单位ppm、ppb、ppt(通常表示数量级)。
压水堆水化学 十章总复习
核电厂水化学基础理论培训复习第一章水化学主要在几个方面影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率?水化学从两个方面影响压水堆的运行安全:1、影响核电厂含有放射性的屏障的安全性;2、影响堆芯以外的辐射场的放射性积累,从而影响工作人员经受的辐射剂量。
水化学的良好控制可以使上述二个问题对核电厂的不利影响大为减少,从而改善核电厂的安全性。
良好的水化学控制是确保屏障的完整性的重要手段。
影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率。
第二章解释下列术语的含义1.溶液一种物质(或几种物质)分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的分散体系叫做溶液(solution)。
(这种分散体系是混合物的特例。
被溶解的物质叫做溶质(solute),能溶解其它物质的物质叫做溶剂(solvent)。
凡气体或固体溶于液体时,则称液体为溶剂,而称气体或固体为溶质,若两种液体(或物质)相互溶解时,通常把量多的一种液体(或物质)叫做溶剂,量少的一种叫做溶质。
)2.溶解度物质的溶解度是一定温度下(对气体还应指明压力),物质溶解在一定量溶剂中达到饱和时(刚好达成平衡状态)所能溶解的量。
3.氧化还原反应从得失电子的角度给氧化还原反应下定义:凡是有电子转移(电子的得失或电子对的偏移)的反应就是氧化还原反应。
(根据反应中电子转移的情况得出的氧化还原反应定义是实质性定义。
这里把氧化还原反应的概念拓展了,只要是失去电子的反应就是氧化反应,只要是得到电子的反应就是还原反应。
)4.混合物由两种或两种以上的物质所组成,每种组成物质都保持自己的同一性和特有的性质,叫做混合物。
(比如黑色火药是碳、硫磺和硝酸钾的混合物;空气是氮、氧、二氧化碳、水蒸气和一些其它气体的混合物。
由于混合物中的每一种组分都保持自己的特征性质,所以混合物中的各组分可以用物理的办法加以分离。
自然界的物质一般都是混合物,而纯净物质是非常少见的。
)5.化合物由两种或两种以上元素的原子相互结合而成的新物质为化合物。
中广核内部资料核电站基础复习题汇总(简化)
压水堆基础培训复习题绪论1、简述压水堆核电站基本组成及工作原理?基本组成:以压水堆为热源的核电站。
主要由核岛(NI)、常规岛(CI)、电站配套设施(BOP)三大部分组成。
工作原理:(一)工作过程:核电厂用的燃料是铀235。
用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水(冷却剂)把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。
一回路冷却剂循环:反应堆蒸汽发生器冷却剂泵反应堆二回路工质循环:蒸汽发生器汽轮机凝汽器凝、给水泵蒸汽发生器(二)压水堆核电站将核能转变为电能的过程,分为四步,在四个主要设备中实现的。
1、反应堆:将核能转变为热能(高温高压水作慢化剂和冷却剂);2、蒸汽发生器:将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的给水,使其变为饱和蒸汽,在此只进行热量交换,不进行能量的转变;3、汽轮机:将饱和蒸汽的热能转变为高速旋转的机械能。
4、发电机:将汽轮机传来的机械能转变为电能。
能量传递过程为:裂变能→热能→传递→机械能→电能。
2、厂房及房间的识别符号如何定义?(P 3-5)厂房的识别定义:厂房的识别一般用3个符号来表示。
第一个符号为数字,表示机组识别,即该厂房是属于那个机组的,或两个机组共用的,还是不属于任何机组,而是属于工地系统的,第二、三个符号为两个英文字母,其中第一个字母表示厂房,第二个字母表示该厂房之区域。
房间的识别定义:房间的识别一般用三个数字符号来表示,第一个数字表示楼层,第二、三个数字表示房号。
3、设备的识别符号如何定义?设备识别用9个符号来表示。
这9个符号又分为两个大组,前4个符号为功能组符号,表示该设备属于哪台机组,哪个系统。
后5个符号为设备组符号,表示是什么设备及设备的编号。
(L—字母,N—数字)I-第一章1、压水型反应堆由哪几大部分组成?反应堆由堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构等四部分组成。
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题型:1.填空题、2.看图填空、3.简单题、4.计算题或论述题。
复习要点第一部分:水化学概述1.水的特殊(反常)性质与分子结构的关系。
何谓分子的缔合?何谓氢键?关系:水分子是具有偶极矩的强极性分子,这种结构成为水具有许多反常性质的主要原因;水分子的缔合:水分子的偶极矩相互吸引,并通过“氢键”而形成多分子的聚集状态。
这种由简单分子结合成比较复杂的分子,而不引起物质的化学性质改变的现象,称为分子的缔合。
氢键:与负电性强的元素(尤其是氟和氧)作共价结合的氢原子,还可以再和此类元素的另一原子相结合。
此时所形成的第二个键,称为氢键。
2什么叫水的离子积?写出表达式。
练习溶液的pH值计算。
水的离子积:水的离解平衡式为[][][]w K=-+OHOHH2或[][][]OHOHH2wK=-+,几乎在所有溶液中,H2O的活度接近1.0,因此不考虑H2O的平衡常数,则Kw=[H+][OH-],称为水的离子积。
表达式:Kw=[H+][OH-]pH值计算:pH=-lg[H+]3.解释硬水、软水、暂时硬度、永久硬度。
硬水软化的常用方法有哪些。
硬水:溶有较多量Ca2+和Mg2+的水叫做硬水。
软水:溶有少量Ca2+和Mg2+的水叫做软水。
暂时硬度:由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的硬度,叫做暂时硬度。
永久硬度:如果水中溶有Ca和Mg的硫酸盐或氯化物,则不能用加热的方法去掉Ca和Mg 的离子,这种硬度叫永久硬度。
方法:1.药剂软化法:采用石灰、纯碱、碳酸三钠和硼砂等药剂中的一种或几种。
反应结束后澄清就得到软水。
(操作复杂但成本低,适于处理大量的高硬度的水,常作为水软化的初步处理。
)2.离子交换法:现代使用盐型离子交换树脂来降低水的硬度。
3其他方法:过滤法:在大规模滤水时,使用由沙砾和石子组成的过滤器;小规模的过滤采用烧结玻璃、特制的过滤材料和过滤膜等。
过滤法只能除掉不溶性杂质。
蒸馏法。
第二部分:压水堆的放射性1.压水堆放射性物质的来源及组成?压水堆核电厂一回路冷却剂中主要的裂变产物有哪些?列出其中6中主要核素。
来源:一.堆芯放射性物质的积累1.来自燃料中的裂变产物2.结构材料腐蚀产物的活化二.冷却剂中的裂变产物一回路冷却剂放射性:(1)放射性碘;(卤素I碘、Br溴)(2)惰性气体裂变产物;(Kr、Xe)(3)其它裂变产物。
(Cs 锶、Rb 铷、Ba )第三部分:压水堆结构材料的腐蚀与防护1. 何谓腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂、氢腐蚀(氢脆)、腐蚀疲劳?解释钝化、极化、超电压。
腐蚀:腐蚀是指材料与它所处环境介质之间发生化学-物理的相互作用,而引起的变质和破坏。
化学腐蚀:金属与不导电的液体(非电解质)直接发生纯化学作用而引起的破坏。
包括高温氧化、脱碳、硫化、氢腐蚀等。
电化学腐蚀:金属表面与腐蚀介质(电解质)发生电化学反应而引起的破坏。
点腐蚀:一种电化学腐蚀,是由于局部浓差电池的存在所造成的不均匀腐蚀,腐蚀集中在小点位置,深部发展,可穿孔晶间腐蚀:腐蚀发生在晶粒边界并沿晶界发展;应力腐蚀断裂:应力腐蚀断裂SCC 是指金属材料在固定拉应力(内应力或外加应力)和环境介质的共同作用下工作的,因而经常导致远低于材料的屈服强度或抗拉强度的条件下发生的突然的、没有预兆的腐蚀破坏 。
(条件:敏感的金属材料,足够大的拉伸应力和特定的腐蚀介质)氢腐蚀(氢脆):H 原子渗入金属内部,金属变脆,应力下发生脆裂腐蚀疲劳:当金属受到酸碱的腐蚀,一些部位的应力就比其他部位高得多,加速裂缝的形成,这叫“腐蚀疲劳”。
钝化:高温下金属和氧反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止里面的金属进一步氧化的现象叫钝化极化:在腐蚀电池中,电位差比起始值减小的现象称为极化。
超电压:各电极电势的改变值称为超电压。
2.金属腐蚀速度的表示法,写出表示单位并说明。
a. 重量指标:.h m g/T × S W2- W1=Vw 2(Vw -重量指标的腐蚀速率,克/平方米.小;W1 -腐蚀前重量;W2-腐蚀后重量(去除腐蚀产物);S -样品面积;T -腐蚀时间)b. 深度指标:y mm/ tL2-L1= V1(Vl —深度指标的腐蚀速率,毫米/年;L1—腐蚀前深度;L2—腐蚀后深度;t —腐蚀时间。
)c. 电流指标:Vi = M I a / n F = (M i a / n x 26.8 )x 104 g/ m 2.h (F -法拉第( 96500库仑)或26.8 A.H ,M -原子量; n -化合价; A - 单位面积。
)3压水堆中主要结构材料是什么,试简述它们各自的腐蚀特性?影响因素? 锆合金(主要用于燃料包壳):锆本身是一种非常活泼的金属,但它却具有良好的抗腐蚀性能,这归因于金属表面氧化膜的保护作用。
若破坏了这层氧化膜, 锆合金就会在短时间内遭受到破坏。
锆合金会在高温水或蒸气中生成氧化物膜,刚开始时反应非常缓慢,氧化膜增加到一定厚度(转折点)时,腐蚀速率腐蚀速度突然增加,之后又逐渐减缓并趋于恒定。
转折点之前:氧化膜(黑色致密)是一种保护体,组成为ZrO 2-n (n<0.05)的单斜晶体;转折点之后:氧化膜(灰白色疏松)无保护作用,组成为ZrO2影响因素:1温度 冷却剂温度越高,到达转折点的时间就越短,腐蚀量也越大2冷却剂流速当冷却剂流速为0-10米/秒范围时,对锆合金的腐蚀影响不大3中子通量在中子辐照下,冷却剂或蒸汽中的氧能显著提高腐蚀速率,同时,在含溶解氧的冷却剂中,提高中子通量也会加剧锆合金的腐蚀。
4热通量反应堆运行时,裂变产生的热量经过元件包壳向冷却剂传递,若包壳表面氧化膜增厚,则金属氧化物界面的温度将随之上升,使包壳的氧化速度加快。
5冷却剂水质:碱溶液浓度及碱溶液成分(影响较大)硼酸(影响较小)溶解氢(影响几乎没有)卤素离子(F影响很大)不锈钢:不锈钢的腐蚀特点暴露在高温高压的除气水中,最初几百小时的腐蚀速率较大,随后逐渐降至一个较低的恒定值;处于溶液中时,溶解氧的存在会加剧其腐蚀;辐照对其腐蚀影响不大,但会改变其机械性能。
适当增大水溶液的pH值,可降低不锈钢的腐蚀速率影响因素:1氯与氧水中溶解氧和氯离子的共同作用是不锈钢穿晶应力腐蚀破裂的重要原因,破坏几率随氯离子浓度的增大而增大;氧是奥氏体不锈钢氯离子应力腐蚀破裂的促进剂,在无氧的氯化物浓液中,奥氏体不锈钢不会发生腐蚀破裂2氟离子3硼酸和氢(在压水堆冷却剂浓度范围内对不锈钢应力无不利影响)4 PH值提高溶液的PH值能延缓腐蚀破裂过程5温度一般认为温度升高,易发生应力腐蚀,但温度过高由于全面腐蚀却抑制了应力腐蚀。
6应力(拉应力)7表面状态镍基合金(用于蒸汽发生器传热管):高温水中, 镍基合金的耐腐蚀性能与不锈钢相似;解决了不锈钢传热管发生的应力腐蚀问题;抗氯离子应力腐蚀性能佳,但有可能发生苛性应力腐蚀问题。
晶间腐蚀:水中溶解氧、苛性碱乃至温度都对镍基合金的晶间应力腐蚀有明显影响, 而且是相互作用.4腐蚀产物大量积累有什么危害?如何控制不溶性腐蚀产物的活化与积累?腐蚀产物累积的后果a.降低传热效率;b.增加堆芯流阻,甚至可能导致流道局部阻塞,引起严重事故.c.腐蚀产物活化造成反应堆系统维护和检修的主要辐射威胁。
控制不溶性腐蚀产物的活化与积累去除:PWR的放射性腐蚀产物的去除可通过化学容积控制系统中的混床式脱盐装置进行. 方法: 停堆时通过添加硼酸降低冷却剂的pH值, 利用冷却剂的温度下降所造成的腐蚀产物溶解度增大的特性, 以及低温停堆后堆芯所生成的过氧化氢等氧化剂的作用,有效地控制放射性腐蚀产物58Co, 60Co等的析出特性, 在腐蚀产物再次附着于堆芯外管道之前将其除去.第四部分:一、二回路水化学1硼酸水溶液在反应堆条件下的辐射分解及其影响?向冷却剂中加入硼酸溶液作为可溶性中子吸收剂,由10B(n,a)7Li反应生成的反冲氦核(a)和7Li核具有很高的LET值,使反应2H2O→H2+H2O2的辐射份额增加。
当硼酸浓度低于0.02mol/L时,10B中子反应引起水的辐射分解的增加并不明显,当硼浓度超过这个值时,开始观察到10B中子反应引起的辐射氢的产生,硼酸浓度越高产生愈快。
2试简述在压水堆中采用可溶性中子吸收剂的必要性?硼酸在反应性控制中的弱点?硼酸浓度如何调节?必要性:1:中子吸收物质溶解在冷却剂中,不需要任何额外的空间就能起到吸收中子的作用,并且能按照需要调节中子吸收物质的密度。
可以省去大量控制棒,简化了堆芯及压力壳设计,即经济又安全。
2:可溶性中子吸收剂在堆芯水容积中均匀分布;3:可随时调节吸收及浓度,对安全有利。
硼酸在反应性控制中的弱点:1、对反应性的调节速度较慢;2、仅适宜用于控制较慢的反应性变化;3、引入化控将引进正反应性温度系数。
硼酸浓度调节:冷却剂硼酸浓度的调节系由化学和容积控制系统完成。
该系统备有浓硼酸制备储存设备,若要提高冷却剂硼酸浓度(加硼),可将硼酸注入主回路;反之,可注入纯水。
加硼或减硼速度需要满足反应性控制要求,堆芯运行后期,因硼浓度较低,可用OH-型阴离子交换树脂减硼。
3向压水堆一回路冷却剂中加氢的主要目的是什么?目的:1、加氢抑制水的辐射分解;2、消除水中游离的氧,与氢在辐射作用下合成水。
3、加氢降低水中氧化性辐射产物的浓度,从而大大减少冷却剂对结构材料的腐蚀。
4、叙述碱性水质对压水堆结构材料的腐蚀有抑制作用及pH值对腐蚀产物运动的控制作用。
碱性水质对压水堆结构材料的腐蚀有抑制作用:1、不锈钢或镍基合金在高温氺或蒸汽的长期作用下表面生成一层具有保护作用的尖晶石型OH氧化膜,而提高冷却剂的PH值可以促使这层氧化膜更加迅速的生成。
2、金属表面对-OH离子的浓度越高,吸附量越大,当PH值高达一定数值时,离子有一定的吸附作用,-OH就能阻止其他物质同金属表面发生作用。
吸附的-pH值对腐蚀产物运动的控制作用:1、酸性或弱碱性介质中:腐蚀产物中铁会从冷表面上(外回路中)溶解,随冷却剂运动,热表面(堆芯中)沉积,其结果堆芯外回路腐蚀产物向堆芯转移。
2、碱性介质中:腐蚀产物中铁从热表面(堆芯中)溶解,随冷却剂运动,至冷表面上(外回路中)沉积,其结果堆芯沉积的腐蚀产物迁出至堆芯外回路。
5、压水堆一回路冷却剂PH值控制的意义是什么?氢氧化锂、氢氧化铵作为pH 控制剂各有什么优、缺点。
意义:1、碱性水质对结构材料腐蚀有抑制作用,不仅能降低结构材料(特别是不锈钢和镍基合金)的腐蚀,且还可减少金属表面腐蚀产物向冷却剂的释放量;2、PH值对腐蚀产物运动有一定的控制作用,有利于大大降低停堆后一回路的辐射水平,以便于检修,且减少腐蚀产物在燃料元件表面的沉积,还可以维持堆芯良好的传热条件。
7的中子吸收截面很低,一氢氧化锂为pH控制剂的优点:1、不会引起额外的核素;2、Li般不产生感生放射性;3、PH控制能力强;4、对冷却剂净化有利;5、腐蚀较少氢氧化锂为pH控制剂的缺点:当冷却剂泡核沸腾时的局部浓度会造成结构材料的苛性腐蚀氢氧化铵作为pH控制剂的优点:1、不产生敏感放射性2、作为一种挥发性碱,一般不会在堆芯缝隙处浓缩而造成金属材料的苛性腐蚀。