353課第九章水化學(xué)及水質(zhì)控制

1、1第九章 水化學(xué)及水質(zhì)控制水化學(xué)及水質(zhì)控制 （高級(jí)運(yùn)行課程代號(hào)“353”） 邢保生 2008-4-18 一一. 本章學(xué)習(xí)內(nèi)容本章學(xué)習(xí)內(nèi)容1.學(xué)習(xí)本章的目的和目標(biāo)2.水的概述3.電廠水化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)4. 一回路水化學(xué)5. 二回路水化學(xué) 2 1. 學(xué)習(xí)本章的目的和目標(biāo)學(xué)習(xí)本章的目的和目標(biāo) 目的目的: 了解了解電站化學(xué)專業(yè)工作，與化學(xué)人員協(xié)作，共同保維持設(shè)備、系統(tǒng)的良好化學(xué)指標(biāo)，保證電站機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 3 目標(biāo)目標(biāo): 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，建立和弄清幾個(gè)概念通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，建立和弄清幾個(gè)概念: 化學(xué)工作的組成、重要性 水凈化、除鹽、樹(shù)脂 陽(yáng)電導(dǎo)、變色樹(shù)脂 鋰與硼的對(duì)應(yīng)關(guān)系 凝汽器海水泄漏的量 金屬腐

2、蝕的概念 4 DNMC化學(xué)專業(yè)工作內(nèi)容：化學(xué)專業(yè)工作內(nèi)容： 制水、制氯、制氫、化學(xué)加藥；（系統(tǒng)科） 水質(zhì)分析、在線儀表監(jiān)測(cè)、放化分析、油 分析）。 （監(jiān)督科） 管轄管轄1010個(gè)系統(tǒng)：個(gè)系統(tǒng)： SDASDA、SEDSED、SERSER、SEPSEP、CTECTE、SHYSHY、ATEATE、SIRSIR、 SITSIT、RENREN 5化學(xué)工作的重要性化學(xué)工作的重要性 若把電站比做一個(gè)人，而化學(xué)工作就象電站的醫(yī)療保若把電站比做一個(gè)人，而化學(xué)工作就象電站的醫(yī)療保健醫(yī)生一樣恰當(dāng)。健醫(yī)生一樣恰當(dāng)。 （人在生活中要多聽(tīng)醫(yī)生的）。（人在生活中要多聽(tīng)醫(yī)生的）。 62. 水的概述水的概述 地球上的水：地球上

3、的水： 水的分類水的分類：天然水：地表水江、河、湖（水庫(kù)）、海、 地下（井）水 非天然水：人工處理水，純水（H2O）。 7 水是地球上最廣的資源?？偭浚杭s13.6億立方公里， 平鋪在地球表 面可達(dá)2700米的水層。 但其中海水占了97.2，而余下的淡水中，能供人類生活和工農(nóng)生產(chǎn)所使用的淡水，不足地球總水量的萬(wàn)分之一。8 地球上水量的分布大致是： 海洋占97.2%， 極地冰山占2.15%， 地下水占0.632%， 湖泊與河流占0.017%， 云中水蒸氣占0.001%。 9 地球上的淡水總量是地球總水量的2.8%，約為3.8億億噸。 然而，如此有限的淡水量卻以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的幾種形式存在于陸地的

4、冰川、地下水、地表水和水蒸汽中，其比例分布是： 10 極地冰川占有地球淡水總量的75%，而這些淡水資源幾乎無(wú)法利用。 地下水占地球淡水總量的22.6%，為8600萬(wàn)億噸，但一半的地下水資源處于800米以下的深度，難以開(kāi)采，而且過(guò)量開(kāi)采地下水會(huì)帶來(lái)諸多問(wèn)題。 河流和湖泊占地球淡水總量的0.6%，為230萬(wàn)億噸，是陸地上的植物、動(dòng)物和人類獲得淡水資源的主要來(lái)源。 11 大氣中水蒸氣量為地球淡水總量的0.03%，為13萬(wàn)億噸，它以降雨的形式為陸地補(bǔ)充淡水。 由于陸地上的淡水會(huì)因日曬而蒸發(fā)，或通過(guò)滔滔江流回歸大海，地球可供陸地生命使用的淡水量不到地球總水量的千分之三，因此陸地上的淡水資源量是很緊缺的。

5、12 按水資源量大小排隊(duì)，前幾名依次是： 巴西、俄羅斯、加拿大、中國(guó)、美國(guó)、印度尼西亞、孟加拉、印度。 若按人口平均，就是另一種結(jié)果了。中國(guó)人均水資源量相當(dāng)于世界人均量的1/4。 13 世界人均擁有水量: 8000 立方米/年人均 嚴(yán)重缺水標(biāo)準(zhǔn)：2000 立方米/年人均 嚴(yán)重缺水底線標(biāo)準(zhǔn)：1000 立方米/年人均14 中國(guó)有400個(gè)城市年人均水量低于500立方米。 長(zhǎng)江以南占中國(guó)水量的75以上，長(zhǎng)江以北不足25。 天津、青島、連云港、上海等缺水城市，年人均水量低于200立方米。 中國(guó)節(jié)水和防治水質(zhì)污染工作極為緊迫，任重而道遠(yuǎn)。15水的水的 凈化處理：凈化處理： 水的一般凈化工藝： 預(yù)處理（沉淀

6、、混凝、過(guò)濾） 物理方法（蒸餾），用于海水。 化學(xué)方法（除鹽或軟化）。 電滲析（滲透膜，濃差滲析，施加直流電場(chǎng)150V /3A，離子交換陽(yáng)膜，陰膜），除鹽效率90左右。 反滲透(半透膜，反方向加外壓力，用于海水，除鹽效率95左右）。 16 海水淡化工藝： 電滲析、反滲透、閃蒸。 若獲取深度除鹽水： 還需繼續(xù)進(jìn)行離子交換處理。 17 電滲析： 是在直流電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性（即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陽(yáng)膜只允許陰離子通過(guò)），而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。 18 電滲析系統(tǒng)由一系列陰、陽(yáng)膜交替排列于兩電極之間組成許多由膜隔開(kāi)的小水室（20010

7、00對(duì)膜）。 當(dāng)原水進(jìn)入這些小室時(shí)，在直流電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子作定向遷移。陽(yáng)離子向陰極遷移，陰離子向陽(yáng)極遷移。1920 由于離子交換膜具有選擇透過(guò)性，結(jié)果使一些小室離子濃度降低而成為淡水室，與淡水室相鄰的小室則因富集了大量離子而成為濃水室。 從淡水室和濃水室分別得到淡水和濃水。原水中的離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。 是一種物理化學(xué)過(guò)程。21 目前，電滲析在國(guó)內(nèi)用水大戶應(yīng)用不多，主要是： 電耗高（2.5度/立方米水左右）； 膜表面被沉積物堵塞水流通道，需加酸或清洗； 電極腐蝕問(wèn)題； 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家少。 但國(guó)外用得不少。 22 反滲透： 是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助半透膜的選擇截留作用，將

8、溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法。 目前被廣泛的應(yīng)用于水處理工藝中。 2324 在濃溶液側(cè)施壓（1550bar）使水（溶劑）通過(guò)半透膜的反自發(fā)過(guò)程。 反滲透也是一種物理化學(xué)過(guò)程。25 反滲透膜是由具有高度有序結(jié)構(gòu)的聚合纖維素組成的。 它的孔徑為0.1-1納米，即這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)， 26 由于水合離子和細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物均比水分子大得多，因此不能透過(guò)反滲透半透膜而與水相分離。 反滲透技術(shù)是當(dāng)今應(yīng)用較廣、節(jié)能、效率較高的分離技術(shù)。 27 閃蒸（多級(jí)閃急蒸餾）： 將具有一定溫度和壓力的熱水降壓到相應(yīng)的飽和溫度產(chǎn)生蒸汽，并進(jìn)行收集，之后再繼續(xù)照此進(jìn)行下去。 （可有2040級(jí);

9、比如：12.5bar, 190）。 該方法是目前主流的海水淡化技術(shù)。 特點(diǎn)：產(chǎn)水量大，運(yùn)行中問(wèn)題少。2829 水在壓水堆核電廠中的作用：水在壓水堆核電廠中的作用： 工質(zhì)（冷卻劑、慢化劑、能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)） 電廠的血液保持健康需要凈化生命相關(guān)。 30 DNMC公司這些水均由水庫(kù)來(lái)水凈化而成： 一回路一回路 補(bǔ)SED水（純水，約pH=7）； 二回路二回路 補(bǔ)SER水（含氨水，約pH=9 ）； （三回路三回路 海水，稱直流式或開(kāi)放式）； 辦公生活用水辦公生活用水SEP水。 31 為什么一、二回路的水質(zhì)要求不同呢？ 材質(zhì)不同：一回路用不銹鋼材料，一回路用不銹鋼材料，此 pH值沒(méi)問(wèn)題。 二回路以碳鋼二回路以

10、碳鋼合金鋼材料為主，合金鋼材料為主，pH值略高 對(duì)穩(wěn)定金屬 保護(hù)膜有利。 32 目前目前DNMC共有三個(gè)制水車間：共有三個(gè)制水車間： 一核、二核、服務(wù)公司水廠。一核、二核、服務(wù)公司水廠。 總用水量：總用水量：大亞灣地區(qū)每天用水約7000 M3。 電廠內(nèi)：電廠內(nèi)：（含一二核）每天用水共約2000 M3（其中SER水約 600 M3， SED水約60 M3 ， 其余為SEP水和制水自用水）； 33 電廠外：電廠外： 每天用水約5000 M3 左右，（周末水量小些）。 （各宿舍區(qū)、綠化和一條街用水）。約占總用水量的70。349.1 電廠水化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)電廠水化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)1. 水化學(xué)工作的任務(wù)和目的

11、：水化學(xué)工作的任務(wù)和目的： 任務(wù)：任務(wù)：針對(duì)系統(tǒng)的材料、運(yùn)行條件，對(duì)水質(zhì)實(shí)行凈化、監(jiān)督、調(diào)節(jié)、控制。 目的：目的：防止設(shè)備腐蝕、結(jié)垢，保障機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。 如：一、二道屏障的完整性破壞停機(jī)處理去污代價(jià)昂貴。 352. 腐蝕及其因素：腐蝕及其因素： 腐蝕：腐蝕：金屬材料與其周圍介質(zhì)發(fā)生作用生成新物質(zhì)而金屬遭到破壞的現(xiàn)象。 例如：生銹、潰爛穿孔、表面變色、變糙、疏松等現(xiàn)象。 機(jī)械磨損不是腐蝕，只是物理作用。 我國(guó)每年因腐蝕造成的損失至少達(dá)200億元以上。 腐蝕的因素：腐蝕的因素： a. 金屬材料的耐腐蝕性能如何； b. 金屬材料的使用環(huán)境怎樣。36 3. 腐蝕的分類腐蝕的分類： 目前的一般分法

12、：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 （按腐蝕機(jī)理分） 。 （按腐蝕環(huán)境分）：化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣腐蝕、海水腐蝕等。 （按腐蝕形式分）：全面腐蝕、局部腐蝕（點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等）。 37 本節(jié)課小結(jié)： 1. 學(xué)習(xí)本章的目的和目標(biāo) 2. 水的概述 3. 電廠水化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)之： 水化學(xué)工作的任務(wù)和目的 腐蝕及其因素38化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕：金屬材料與其周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 而引起腐 蝕。 一般多是金屬和干燥氣體的反應(yīng)，腐蝕過(guò)程無(wú)電流產(chǎn)生。 如：O2、SO2、CO2等。39電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕：金屬材料與其周圍的電解質(zhì)（即能導(dǎo)電） 溶液接觸時(shí)，發(fā)生電 化學(xué)作用引起的腐蝕（腐蝕過(guò)程有電流產(chǎn)生）。

13、 如：鋼結(jié)構(gòu)件在酸、堿、鹽、海 水、潮濕大氣、土壤中的腐蝕。40 4. 這兩種腐蝕的區(qū)別：這兩種腐蝕的區(qū)別： 電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕原理不同，前者是發(fā)生原電池反應(yīng)引起的腐蝕，是一種氧化還原反應(yīng)，它可以分解為獨(dú)立的陰極和陽(yáng)極。（而后者不能）。 較活潑的金屬（或區(qū)）作原電池的負(fù)極（陽(yáng)極），失去電子被氧化遭腐蝕。（如我們熟知的銅鋅原電池）。 無(wú)論何種腐蝕，金屬腐蝕的本質(zhì): M xe- = Mx+ 41 5. 腐蝕的必然性腐蝕的必然性： 在自然界中大多數(shù)金屬是以礦石形式存在，即以化合物的形式存在， 如鐵礦的主要成分是Fe2O3 ，而鐵銹主要成分也是Fe2O3 。 42 可見(jiàn)，金屬的腐蝕就是金屬回到它自然

14、存在（礦石）狀態(tài)的過(guò)程。 從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，金屬發(fā)生腐蝕是一種自然的趨勢(shì)，且到處可見(jiàn)。（也象社會(huì)現(xiàn)象）。 43 當(dāng)熵處于最小值, 即能量集中程度最高、有效能量處于最大值時(shí), 那么整個(gè)系統(tǒng)也處于最有序的狀態(tài)； 相反為最無(wú)序狀態(tài)。 熵增原理預(yù)示著自然界越變?cè)綗o(wú)序, 當(dāng)把熵增原理推廣到非熱力學(xué)體系時(shí), 也預(yù)示著群體秩序總是趨于無(wú)序(混亂)。446. 6. 化學(xué)腐蝕的特征：化學(xué)腐蝕的特征： 金屬表面形成一層氧化膜，較均勻，致密或疏松。 (只有少數(shù)金屬不氧化：汞、銀、鈀、鉑、金) 不利結(jié)果：變色難看，或性能改變。 有時(shí)候有利的方面：致密的氧化膜起保護(hù)作用。 化學(xué)腐蝕的危害較電化學(xué)腐蝕的小。457.7.電化

15、學(xué)腐蝕的特征：電化學(xué)腐蝕的特征： 在金屬表面某些局部發(fā)生腐蝕，即腐蝕表現(xiàn)為非均勻性。 多數(shù)金屬的腐蝕是屬于電化學(xué)腐蝕。一般腐蝕速率也快。 很其危害性也比較嚴(yán)重。 469.1.1 核電站中腐蝕的危害核電站中腐蝕的危害1. 使一回路、二回路或設(shè)備結(jié)構(gòu)完整性破壞： 燃料包殼、蒸發(fā)器傳熱管、冷凝器泄漏、RRA/RRI/SEC熱交換器泄漏等。2. 降低傳熱面的導(dǎo)熱效率： 腐蝕產(chǎn)物的導(dǎo)熱效率小于金屬，使管壁導(dǎo)熱效率低下，即影響設(shè)備 的效率又可能造成穿孔、腐爛。473. 腐蝕產(chǎn)物因受輻照而活化變成放射性核素，增加一回路放 射性物質(zhì)。 如：結(jié)構(gòu)金屬材料基體所含元素被中子活化變成放射性核素等 鉻、鐵、鈷鈷、錳（

16、51Cr 、59Fe 、60Co 、 58Co 、54Mn）。489.1.2 鐵的腐蝕機(jī)理鐵的腐蝕機(jī)理1.1.鐵在水中可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕鐵在水中可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕: : 在水與鋼鐵接觸時(shí)，由于水的極性和水合作用，使鐵原子失去電子（變成離子）進(jìn)入水中。 其反應(yīng)為： Fe + nH2O 2e = Fe2+.nH2O 鐵離子進(jìn)入溶液后，鋼鐵中多出了電子，電子的積累，對(duì)鐵的水合離子增強(qiáng)了吸引力，制約了鐵離子化的過(guò)程，于是此反應(yīng)漸趨平衡，鋼鐵的腐蝕溶解暫時(shí)停止。 49 但由于水中一些雜質(zhì)（氧、酸性物質(zhì)等）具有吸收電子的能力，這樣，鋼鐵中多出了電子被雜質(zhì)吸收，上述平衡被打破，鐵離子將不斷進(jìn)入溶液，鋼鐵的腐

17、蝕溶解又繼續(xù)發(fā)展下去。 有電荷移動(dòng)，所有有微電流存在，是電化學(xué)腐蝕。表現(xiàn)為鋼鐵陽(yáng)極腐蝕和陰極上氧和氫離子的還原（只是微觀上存在，肉眼看不到）。502. 2. 水中雜質(zhì)吸收電子的反應(yīng)水中雜質(zhì)吸收電子的反應(yīng) a. a. 酸和二氧化碳對(duì)電子的吸收：酸和二氧化碳對(duì)電子的吸收： 水中無(wú)機(jī)酸和游離二氧化碳都能解離出氫離子，低分子的有機(jī)酸也能解離出氫離子。 如： HCI H+ + CI- H2CO3 H+ + HCO3- CH3COOH H+ + CH3COO- 51 所解離出氫離子可吸收電子，這樣，上述平衡被打破鐵離子將不斷進(jìn)入溶液，鋼鐵的腐蝕溶解又繼續(xù)發(fā)展下去。其電極反應(yīng)（陰極）為： 2H+ + 2e

18、H2 鋼鐵被氫離子氧化的通式為： Fe + 2H+ Fe2+ + H2 因此，酸腐蝕的結(jié)果，鋼鐵形成鐵離子，并產(chǎn)生氫氣。 結(jié)論：結(jié)論：在未進(jìn)行氨處理時(shí)，容易產(chǎn)生由游離二氧化碳解離子 產(chǎn)生的酸性腐蝕。52本節(jié)課小結(jié)： 1. 腐蝕分類、化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕 2. 腐蝕的必然性及特征 3. 核電廠腐蝕的危害 4. 鋼鐵的腐蝕機(jī)理之： 鋼鐵在水中可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕的過(guò)程 水中雜質(zhì)吸收電子的反應(yīng)53 b. b. 氧對(duì)電子的吸收：氧對(duì)電子的吸收： 氧吸收電子還原為氫氧根離子，其（陰極）反應(yīng)為： O2 + 2H2O + 4e 4OH- 因此氧存在時(shí)鐵在水中被腐蝕，可發(fā)生如下反應(yīng)： Fe + 1/2O2 +

19、H2O Fe(OH)2 54 在高溫、氧供應(yīng)充足的條件下， Fe(OH)2 才會(huì)被逐步氧化為四氧化三鐵和三氧化二鐵，比較難。）。 水是動(dòng)態(tài)的，平衡總是被打破，氧是充足的，所有腐蝕反應(yīng)一直進(jìn)行下去。 結(jié)論：結(jié)論：只有消除氧的存在，方可以減少鋼鐵的氧腐蝕只有消除氧的存在，方可以減少鋼鐵的氧腐蝕。559.1.3 金屬腐蝕的其它表現(xiàn)形式金屬腐蝕的其它表現(xiàn)形式 1. 裂縫（縫隙）腐蝕裂縫（縫隙）腐蝕 這種腐蝕也稱為“氧的濃差腐蝕”。多發(fā)生在金屬縫 隙和穴窩部位， 因?yàn)檫@里的氧含量存在濃度差別。 在金屬氧含量高的地方，電極電位高是陰極，氧含量低的地方電極電位低是陽(yáng)極，金屬表面與內(nèi)部形成電位差，這樣金屬深處

20、被腐蝕。56 常見(jiàn)的部位常見(jiàn)的部位：搭接焊、鉚釘下部、墊圈、水線、金屬 劃痕處等。 陰極陽(yáng)極鉚釘57 2. 晶間腐蝕和穿晶腐蝕晶間腐蝕和穿晶腐蝕 這兩種腐蝕發(fā)生在合金（不銹鋼）金屬中。 含鎳810時(shí)對(duì)這種（氯離子）腐蝕最敏感（易發(fā)生），若含鎳40以上， 不發(fā)生該腐蝕。因此，蒸汽發(fā)生器傳熱管因科鎳690管子是含鎳量58%的合金。 58 晶間腐蝕晶間腐蝕：腐蝕沿著金屬或合金（如不銹鋼）晶粒的 邊界進(jìn)行，晶粒本身腐蝕輕微。肉眼不易觀察到。 不銹鋼發(fā)生晶間腐蝕，主要是在晶界出現(xiàn)低（貧）鉻區(qū)，達(dá)不到阻止腐蝕所需要的值（12Cr）。59晶間腐蝕的根本原因是： 焊接加工時(shí)造成(緩慢加熱或冷卻使晶界附近的鉻析

21、出形成鉻的碳化物，致使鉻被消耗而含量降低)，導(dǎo)致金屬或合金的晶粒與晶界的電位不相同。 穿晶腐蝕：穿晶腐蝕：也是應(yīng)力腐蝕，腐蝕貫穿了晶粒本體，肉眼不易觀察到。是有氯化物和氧作用的共同效應(yīng)。 易發(fā)生在拉伸（或彎曲）應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用處。60 3. 摩擦腐蝕：摩擦腐蝕：兩個(gè)表面相對(duì)移動(dòng)，保護(hù)膜破壞引發(fā)腐蝕。 (如：自行車鏈盒、車輪瓦圈處閘皮摩擦電鍍層磨損后引起腐蝕。)614.苛性腐蝕：苛性腐蝕： 也稱苛性脆化或堿脆，它是在熱堿（氫氧化鈉）溶液和應(yīng)力共存條件下發(fā)生的腐蝕。（無(wú)需氧的存在）。 碳鋼、合金鋼、不銹鋼都可能發(fā)生堿脆，易在具有應(yīng)力集中的表面缺陷、焊縫、縫隙、凹角等處，這里OH-易濃縮進(jìn)入

22、破口中。 62 實(shí)際上，僅由于一種因素所引起的電化學(xué)腐蝕是很少的。 通常造成腐蝕有很多因素，但可以找出最主要的原因加以解決。639.1.4 腐蝕的防止腐蝕的防止 金屬防腐的通常措施： 1）非金屬防腐： 在金屬表面做玻璃鋼、涂上油漆、搪瓷、塑 料、瀝青等，將金屬與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi)。 （2）金屬保護(hù)層 ：在需保護(hù)的金屬表面用電鍍或化學(xué)鍍的方法 鍍上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金屬，或發(fā)藍(lán)、發(fā)黑處理，保 護(hù)內(nèi)層不被腐蝕。 64 （3）電化學(xué)保護(hù) a犧牲陽(yáng)極保護(hù)： 將被保護(hù)的金屬如鐵作陰極，較活潑 的金屬如Zn作犧牲陽(yáng)極。陽(yáng)極腐蝕后定期更換。 b陰極保護(hù)： 外加電源組成一個(gè)電解池，將被保護(hù)金屬 作

23、陰極，廢金屬作陽(yáng)極。 c陽(yáng)極保護(hù)： 用外電源，將被保護(hù)金屬接陽(yáng)極，在一定 的介質(zhì)和外電壓作用下，使陽(yáng)極鈍化。 65 （4）加緩蝕劑 ：在可能發(fā)生腐蝕的體系中加緩蝕劑， 改變介質(zhì)的性質(zhì)，降低腐蝕速度。 （5）制成耐蝕合金： 在煉制金屬時(shí)加入其它組分，提高 耐蝕能力。如在煉鋼時(shí)加入Mn，Cr等元素。 66 電站一般采取的措施：電站一般采取的措施： 1. 形成保護(hù)層（鈍化層） -在熱態(tài)下做鈍化處理。 2. 避免保護(hù)層的破壞 -去除溶解氧和其它腐蝕介質(zhì) -保持表面的干燥。 -做防腐層、隔離層。 -維持正確的pH值。 3. 陰極保護(hù) 4. 選適當(dāng)?shù)牟牧?7 防海水腐蝕的不銹鋼： AISI 316 L (

24、應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件、管材) ； 奧氏體不銹鋼（應(yīng)用在軸套、密封環(huán)） （AFNORZ6CDNU20.08(URANUS)）。68 陰極保護(hù)： 根據(jù)提供陰極電流的方式不同，陰極保護(hù)又分為： 犧牲陽(yáng)極法、外加電流法兩種。 69 前者是將一種電位更負(fù)的金屬（如鎂、鋁、鋅等）與被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物電性連接，通過(guò)電負(fù)性金屬或合金的不斷溶解消耗，向被保護(hù)物提供保護(hù)電流，使金屬結(jié)構(gòu)物獲得保護(hù)。 （使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去，使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的電位下）。 實(shí)踐中也有失敗的案例，主要是陽(yáng)極材料不純導(dǎo)電性差。70 后者是將外部交流電轉(zhuǎn)變成低壓直流電，通過(guò)輔助陽(yáng)極將保護(hù)電流傳遞給被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物，從而

25、使腐蝕得到抑制。 （是給金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過(guò)剩的狀態(tài)）。 7172 對(duì)于裸露或防腐涂層很差的地下或水下金屬構(gòu)筑物，陰極保護(hù)甚至是腐蝕防護(hù)的唯一可選擇的手段。 陰極保護(hù)的費(fèi)用通常只占被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物造價(jià)的1%5%，而結(jié)構(gòu)物的使用壽命則可因此而成倍甚至幾十倍地延長(zhǎng)。73 這項(xiàng)技術(shù)得到人們的普遍認(rèn)可，在船舶、港工設(shè)施、海洋工程、石化、電力、市政等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。74大亞灣、嶺澳陰極保護(hù)的應(yīng)用情況： 1. 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的安裝部位: 循環(huán)水過(guò)濾系統(tǒng)(CFI)： 粗濾網(wǎng)（格柵） 5個(gè)； 攔污柵 18個(gè)； 加氯筐架 4個(gè)； 虹吸井閘板門 6個(gè)。陽(yáng)極材料：鋅 17.7kg/個(gè) 7

26、5 循環(huán)水系統(tǒng)(CRF)： 管線及濾網(wǎng) 10個(gè)。 2. 外加電源陰極保護(hù)系統(tǒng)(CPA): 部位: 循環(huán)泵鼓型旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng) 5個(gè)陽(yáng)極/ 濾網(wǎng) (長(zhǎng)期浸在海水中,故不停旋轉(zhuǎn))。 設(shè)備：380V交流電變壓/整流裝置。（有A/B兩列）。76 非消耗性陽(yáng)極： 材料： 鈦空心管鍍鉑（直徑25mm，長(zhǎng)1400mm）； 實(shí)際直流電壓：4V 左右； 電流：10-11A 左右。 （電氣處在監(jiān)測(cè)維護(hù)） 779.2 一回路水化學(xué)一回路水化學(xué) 一回路水化學(xué)要關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題兩個(gè)問(wèn)題： 減少腐蝕、降低污染。 （主要針對(duì)反應(yīng)堆和蒸發(fā)器）。 9.2.1 硼酸（H3BO3） 一回路中加入硼酸（一回路中加入硼酸（10B）的目的）的目的：

27、 是對(duì)其反應(yīng)性進(jìn)行微調(diào)控制。 78 選擇硼酸原因選擇硼酸原因： -溶解度大； -中子俘獲面積較大； -自然界大量存在，價(jià)廉易得； -物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不受輻照和溫度的影 響； -低溫下顯弱酸性，高溫下酸性更弱，在310、15.5MPa的運(yùn)行 條件下對(duì)一回路材料無(wú)腐蝕問(wèn)題。 79 硼酸是一種弱酸，其加入一回路后，會(huì)引起一回路水的pH值下降。 硼（10B）與中子的反應(yīng)： 105B + 10n - 73Li + 42He 反應(yīng)結(jié)果使中子減少，導(dǎo)致鏈?zhǔn)椒磻?yīng)減少，即反應(yīng)性的降低。80 本節(jié)課小結(jié)： 1. 水中氧對(duì)電子吸收引起的腐蝕 2. 金屬腐蝕的其它表現(xiàn)形式 3. 腐蝕的防止 4. 一回路水化學(xué)之：

28、 硼酸 81 9.2.2 氫氧化鋰（氫氧化鋰（LiOHLiOH） 一回路中加入氫氧化鋰的目的一回路中加入氫氧化鋰的目的： 中和硼酸，使一回路保持在中性或偏堿性（300 下pH=7.0, 該溫度下純水的pH=5.5 ）。其作用是其作用是： -減少均勻腐蝕； -減少腐蝕產(chǎn)物的產(chǎn)生，以減低劑量率。 鋰在自然界中的存量很少，因此，其價(jià)格昂貴。 選擇它做為一回路添加劑，是因?yàn)樯袩o(wú)更好的替代品。82氫氧化鈉氫氧化鈉：與中子反應(yīng)產(chǎn)生: 2411Na是放射性核素會(huì)增加 放射性活度。 另外，氫氧化鈉會(huì)形成局部濃縮，可能引起腐蝕。氫氧化鉀：氫氧化鉀：鉀中的4119K與中子反應(yīng)產(chǎn)生: 4219K 是放射性核素會(huì)增加

29、 放射性活度。 與氫氧化鈉類似，會(huì)形成局部濃縮，可能引起腐蝕。83氨水氨水：在高溫和射線的作用下會(huì)發(fā)生分解： NH3 - H2 + N2 氨水是一種弱堿，調(diào)節(jié)pH值較困難；還需不斷除氣。 氫氧化鋰氫氧化鋰：是一種強(qiáng)堿，其溶解度不大，有效地限制了局 部濃縮現(xiàn)象，引起腐蝕的可能性小。 故它是一種較合適的pH值調(diào)節(jié)添加劑。84 鋰的規(guī)范：鋰的規(guī)范： 在2.2 0.7 mg/kg 之間（壽期初 壽期末）。 其對(duì)應(yīng)的硼酸濃度也由大變?。?500 50 mg/kg 間），即盡量保持一回路的pH值為7.0。 85壽期初壽期初： 鋰、硼酸的濃度都是最大，因?yàn)長(zhǎng)i的最大值 為 2.2 mg/kg（否則會(huì)增加包殼

30、鋯合金腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)）。 此階段，由于硼酸的濃度最大， pH值可能低于7.0。 因此，該階段應(yīng)盡量將Li維持在一定的高水平。 86 壽期中壽期中： 隨著硼酸濃度的逐步降低， Li也隨之降 低， 這時(shí)pH 值保持7.0。 87壽期末壽期末： 當(dāng)硼酸濃度降至 270mg/kg 以下時(shí)，Li保持在0.7 mg/kg 的水平，（其目的是避免在硼化時(shí)的pH值太低造成腐蝕增加和腐蝕產(chǎn)物在堆芯沉積）。此階段，由于Li的濃度不再變小， pH值可能高于值可能高于7.0。 保持一回路pH值穩(wěn)定對(duì)防止腐蝕有利，也利于反應(yīng) 性的平穩(wěn)。88 9.2.3 水的輻照分解水的輻照分解 反應(yīng)堆功率運(yùn)行時(shí)，一回路的水受輻照而引起分解

31、，（其中的氧會(huì)對(duì)材料有害，尤其是燃料包殼）： H2O + - H2 + 1/2O2 為抑制水的輻照分解，通過(guò)RCV向RCP加入氫氣： 25cm3/kg H2 35 cm3/kg (STP) 一回路升溫期間，當(dāng)T 120 ，采用向一回路添加聯(lián)氨的方法除氧(然后吹掃除氮)： N2H4 + O2- N2 + 2H2O899.2.4 有害雜質(zhì)有害雜質(zhì) 1. 氯化物和氟化物氯化物和氟化物 氯化物氯化物在有氧存在，特別在高溫下，能使不銹鋼的應(yīng)力腐蝕加劇。 其含量限值為：0.15mg/l 。 由于不銹鋼對(duì)氯化物的敏感性（易引起穿晶腐蝕），故蒸發(fā)器傳熱管使用因科鎳合金管材。 氟化物氟化物也引起不銹鋼的應(yīng)力腐蝕

32、，并能使鋯合金產(chǎn)生 腐蝕。 含量限值為：0.15mg/l 。902. 溶解氧溶解氧 氧本身是一種很活潑的腐蝕元素，它還是其它 元素侵蝕 不銹鋼、合金的催化劑、幫兇。 含量限值為：0.10 mg/l 。 913.3.濃堿濃堿 堿性物質(zhì)會(huì)引起鋯合金的均勻腐蝕和蒸發(fā)器傳熱管的應(yīng)力腐蝕。4.4.二氧化硅二氧化硅 形成結(jié)垢物質(zhì)沉積在燃料包殼表面，使其傳熱能力下降，最終導(dǎo)致包殼破裂。 含量限值為：0.20 mg/l 。92 9.2.5 一回路的化學(xué)監(jiān)測(cè)一回路的化學(xué)監(jiān)測(cè) 1. . 儀表在線監(jiān)測(cè)儀表在線監(jiān)測(cè) 硼濃度 溶解氫 2.2. 人工取樣分析人工取樣分析 每天監(jiān)測(cè) 定期監(jiān)測(cè) 3. 3. 放射性監(jiān)測(cè)放射性監(jiān)測(cè) 累計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)包殼是否有破裂。93 9.3 二回路水化學(xué)二回路水化學(xué) 二回路水化學(xué)工作的主要目的：目的：就是防止蒸發(fā)器傳熱管破裂。（這里是最薄弱的地方）。 蒸發(fā)器二次側(cè)的雜質(zhì)濃縮平均值為100倍左右，局部濃縮倍數(shù)可能更高。(管板處，排污引至APG系統(tǒng))。 二回路水化學(xué)工作的主要手段手段：監(jiān)測(cè)分析、調(diào)節(jié)水質(zhì)。949.3.1 二回路的水質(zhì)處理二回路的水質(zhì)處理 二回路水采用全揮發(fā)處理,即加入揮發(fā)性堿性物質(zhì)：氨水、聯(lián)氨。