1、1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2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
2、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3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4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
3、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5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。 （化合物能被化学反应所分解。例如，水是由氢元素和氧元素的原子构成的，水电解可生成氢和氧；糖是由碳、氢、氧原子构成的，糖在没有空气条件下加热，
4、它会分解为碳和水；食盐电解为钠和氯。 ）判断题在氧化还原反应中，化合价降低的物质还原对方，自身被氧化，因此叫还原剂，其产物叫氧化产物；化合价升高的物质氧化对方，自身6被还原，因此叫氧化剂剂，其产物叫还原产物 。 ( )在 横 线 上 或 （ ） 中 填 上 正 确 答案 (每空只填一个)。1.水 分 子 为 折 线 形 结 构 ， 水是 具 有 偶 极 矩 的 极 性 分 子 。2.水 溶 液 的 酸 碱 度 用 pH 值 来 表 示 ：中 性 水 溶 液 的 pH = 7， 酸 性 水 的pH 7。第三章在 横 线 上 或 （ ） 中 填 上 正 确 答案 (每空只填一个)。1.水中溶解（
5、A ）和（ B ）离子共同作用是不锈钢穿晶应力腐蚀破裂的最为重要因素。7A氧 、 B氯 、 C硼酸 、 D钠2.锆 合 金 燃 料 包 壳 因 吸 氢 而 使 其 包壳 的 脆 性 增 加 ， 造 成 破 裂 ， 称 这 种腐 蚀 破 损 为 氢 脆 。3.防 止 或 减 少 燃 料 包 壳 产 生 内 氢 脆腐 蚀 的 措 施 是 ： 尽 量 减 少 或 消 除 包壳 内 的 氢 ， 严 格 控 制 包 壳 内 的 微 量 水 和 芯 块 内 的 氟 。第四章解释下列术语的含义可溶性中子吸收剂可溶性中子吸收剂是指强烈吸收中子，且易溶于冷却剂(水)的物质。 （它与控制棒相配合使用，能够8对反应
6、堆的反应性进行控制。 ）判断题早期压水反应性的控制完全由控制棒和可燃毒物棒来完成，随着压水堆大型化以及堆芯功率密度提高和燃耗加深，可溶性中子吸收剂的使用就势在必行了。 ( )选择适当的答案，填补入（ ）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中 填 上 正 确 答 案 (每空只填一个)。1.向冷却剂中加入硼酸的目的是为了（ B ）A控制 pH 值 、 B控制反应性 9、 C控制水的辐解 、 D降低腐蚀速率2.可溶性中子吸收剂，硼酸浓度的调节，根据堆芯反应性控制的需要而定，当反应堆停堆换料时，需要（ A ）冷却剂中的硼酸浓度，可向回路注入（ D ） ；而当反应堆启动时，则需（ B ）硼酸浓
7、度，可注入（ C ） ，以此来满足反应性控制的要求。A提高 、 B降低 、 C纯水 、 D浓硼酸3.冷 却 剂 中 7Li 的 产 生 是 由 于 发 生 10B（ n， ） 7Li 反 应 。第五章判断题10为了衡量水辐照分解的程度，引进辐解产物产额的概念，其定义为水每吸收 100 电子伏特的辐射能，产生（冠以“”号）或消失（冠以“”号）的辐解产物数目，常用 G 表示 。 ( )选择适当的答案，填补入（ ）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中填 上 正 确 答 案 (每空只填一个)。1.向冷却剂中加入适量的氢，能有效地（ B ）水的辐射分解，消除水中的（ C ） ，降低（ F ）
8、辐射产物浓度，从而大大降低冷却剂对结构材料的腐蚀作用。11A促进 、 B抑制 、 C氧 、 D碱 、 E还原性 、 F氧化性 、 G腐蚀 2.水辐射分解产生的还原性产物有（ A ） 、 （ B ） 、 （ F ） ，氧化性产物有（ C ） 、 （ D ） 、 （ E ） 。AH 、 B H2 、 C O2 、 DHO 2 、 EOH 、 Fe 水合第六章判断题在反应堆运行过程中，可以通过对冷却剂放射性组份 能谱的分析，来判断燃料元件的破损情况。 ( )简答题（要求字迹清楚，要点准确12全面）1.腐 蚀 产 物 在 冷 却 剂 中 大 量 积 累会 造 成 什 么 危 害 ？ 如 何 降 低 危
9、 害 作用 ？长 期 累 积 将 降 低 传 热 效 率 ； 增 加堆 芯 流 阻 ；可 能 导 致 流 道 局 部 阻 塞 ， 引 起 严重 事 故 ；活 化 腐 蚀 产 物 是 反 应 堆 系 统 维 护和 检 修 的 主 要 辐 射 威 胁 。使 冷 却 剂 中 pH 偏 碱 性 ,堆 材 料 较稳 定 。 较 高 pH 可 减 少 腐 蚀 ； 防 止一 回 路 腐 蚀 产 物 向 堆 芯 转 移 。2.化 学 去 污 一 般 使 用 哪 几 种 化 学试 剂 ？13去 污 剂 主 要 是 ：（ 1） 酸（ 2） 碱（ 3） 氧 化 剂（ 4） 还 原 剂（ 5） 络 合 剂（ 6） 缓
10、 蚀 剂（ 7） 界 面 活 性 剂 3.对 于 正 在 运 行 的 核 设 施 和 设 备（ 在 役 期 间 ） 的 去 污 应 考 虑 的 原 则如 何 ？在 役 期 间 的 去 污 原 则 ：（ 1） 不 应 有 损 于 去 污 后 的 机 器 设 备的 完 整 性 ； （ 2） 应 当 力 求 抑 制 去 污 后 再 用 时 的14再 污 染 （ recontamination） ；（ 3） 在 役 去 污 应 当 在 全 面 计 划 ， 充分 准 备 的 条 件 下 实 施 。选择适当的答案，填补入（ ）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中填 上 正 确 答 案 (每空只
11、填一个)。1.理 想 的 去 污 工 艺 应 该 是 具 有 最 大 的 去 污 因 子 、 最 小 的 腐 蚀 率 、最 少 的 二 次 污 染 物 ， 最 少 地 受辐 射 剂 量 和 环 境 影 响 。2.核 设 施 实 施 去 污 的 主 要 目 的 是降 低 核 电 厂 的 辐 射 场 和 减 少 工 作 人员 所 受 的 辐 射 剂 量 。冷却剂 pH 值偏碱性对结构材料耐腐蚀有利，碱性水质不仅能降低结构15材料的（ A ） ，而且还能减少腐蚀产物向（ C ）转移与活化，从而降低（ D ）剂量。A腐蚀速率 、 B苛性腐蚀 、 C堆芯 、 D辐 射 场第七章选择适当的答案，填补入（
12、）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中填 上 正 确 答 案 (每空只填一个)。1.压水堆核电站，通常选用（ C ）作冷却剂碱性 pH 控制剂。A天然 LiOH 、 BNaOH 、 C 7LiOH 、 D 6LiOH 2.冷却剂 pH 值偏碱性对结构材料耐腐蚀有利，碱性水质不仅能降低结16构材料的（ A ） ，而且还能减少腐蚀产物向（ C ）转移与活化，从而降低（ D ） 。A腐蚀速率 、 B苛性腐蚀 、 C堆芯 、 D辐射场3.大多核电厂采用全挥发法处理二回路水，此法的 pH 值控制剂主要有： 、 、 等。NH3、吗啉、联氨简答题（要求字迹清楚，要点准确全面）1.为什么碱性水质对
13、结构材料的腐蚀有抑制作用？碱性水质对结构材料的稳定作用主要是由于不锈钢或镍基合金17（在高温水或蒸汽长期作用下， ）表面生成一层具有保护作用的尖晶石型氧化膜，而提高冷却剂的 pH 值可以促使这层膜更加迅速地形成；金属表面对 OH - 离子有一定的吸附作用，OH - 离子浓度越高，吸附量越大，当 pH 值高达一定数值时，吸附的 OH - 就能阻止其它物质同金属表面发生作用。 （例如，当 pH 值由 10增加到 11 时，铁表面吸附的硫酸根离子减少 90%以上。 ）第八章简答题（要求字迹清楚，要点准确全面）1.简 述 水 化 学 技 术 规 范 中 的 期 望 值18和 限 值 的 基 本 定 义
14、 。（ 1） 期 望 值 ： 在 正 常 工 况 下 应 该 达到 的 数 值 或 希 望 达 到 的 数 值 。 （ 2） 限 值 ： 表 示 必 须 遵 守 的 值 ，是 材 料 所 能 承 受 的 极 限 值 。2.近 年 来 先 进 的 大 型 核 电 厂 在 改 善二 回 路 水 化 学 方 面 采 取 哪 些 水 处 理技 术 ？二 回 路 水 处 理 ， 是 采 取 全 挥 发 性 水处 理 法 ， 包 括 以 下 内 容 ：（ 1） 挥 发 性 碱 NH4OH-来 控 制炉 水 的 pH 值 ， 以 联 氨 为 除 氧 剂 除去 水 中 溶 解 氧 ； （ 2） 设 置 凝 水
15、 全 流 量 精 净 化 设备 ， 机 械 过 滤 器 使 腐 蚀 产 物 淤 渣 颗19粒 ， 离 子 交 换 去 除 离 子 性 杂 质 至 最低 水 平 ； （ 3） 设 有 冷 凝 水 的 全 流 量 脱 氧 ，使 凝 水 中 氧 含 量 降 至 最 低 ； （ 4） 加 大 蒸 发 器 水 的 排 污 量 。选择适当的答案，填补入（ ）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中填 上 正 确 答 案 (每空只填一个)。1.在 一 、 二 回 路 水 中 都 要 严 格 地 控制 氧 的 含 量 ， 是 为 了 减 少 对 结 构 材料 的 均 匀 腐 蚀 和 局 部 腐 蚀 。
16、2.二回路水处理采用全挥发法是用（ D ）为除氧剂， （ B ）作为调节pH 值碱性剂，以维持二回路水中的溶解氧和 pH 值在技术规范要求的限20值内。A氢氧化钠 、 B氢氧化铵 、 C氢气 、 D联氨（胺）3.二回路水化学技术规范的目标：（1）减少二回路系统设备的均匀（ A ） 、降低蒸汽发生器传热管板和支撑架上（ B ）量；（2）减少蒸汽发生器传热管的（ D ）开裂，以提高核电厂的运行安全性和设备的（ F ） 。A腐蚀速率 B淤渣沉积 C均匀腐蚀 D局部腐蚀 E再生率 F可利用率4.引 起 二 回 路 蒸 汽 发 生 器 传 热 管 及其 管 板 和 支 撑 架 腐 蚀 破 裂 的 水 质
17、 因21素 主 要 是 水 中 的 氧 、 氯 和 浓 缩的 苛 性 碱 等 。第九章选择适当的答案，填补入（ ）内或横 线 上 。在 横 线 上 或 （ ） 中填 上 正 确 答 案 (每空只填一个)。1.离 子 交 换 原 理 ， 用 反 应 式 表 示 ：RM +A+ RA +M+ 净 化 水 的 原 理 用 反 应 式 表 示 ：RH+M+ RM+H+H2OROH+N- RN+OH-2.一回路冷却剂循环净化系统采用主要技术有（ C ）和（ A ） 。22A离子交换 、B蒸发 、 C过滤 、 D膜分离3.冷却剂循环净化系统中，设有 H型阳离子交换床，它的主要功能是去除冷却剂中多余的（ B
18、 ） ，简称（ C ） 。A硼 、 B锂 、 C除锂床、D除硼床4.一回路冷却循环净化系统主要功能是：（1）不断地去除冷却剂中的（ A ） 、（ G ）和杂质离子；（2）维持冷却剂适宜的（ C ） ；（3）调节冷却剂中硼酸浓度，控制堆芯的（ E ） ，以保持冷却剂的化23学指标在水化学技术规范的限值内。A裂变产物 、 B悬浮物 、 CpH 值 、 D碱性、E 反应性 、 F沉积物 、 G .腐蚀产物5.硼水分离是通过（ A ）来实现的，蒸发的目的在于硼水（ C ） 。A蒸发 、B过滤、 C分离、 D混合 6.核电厂放射性废水处理的目的在于（ A ） 。A保护环境 、B节约用水 7.硼 回 收
19、系 统 的 功 能 主 要 有 以 下 三项 ：（ 1） 为 反 应 堆 一 回 路 排 水 提 供 足24够 的 储 存 设 备 ；（ 2） 去 除 堆 排 水 中 的 裂 变 产 物 、腐 蚀 产 物 和 其 他 杂 质 ；（ 3） 为 堆 的 运 行 再 生 补 给 水 和 浓 硼 酸 。8.温度为 298K 时，pH=8 时水溶液中CH+=10-8mol/l、 C OH- =10-6mol/l。简答题（要求字迹清楚，要点准确全面）1.按照化学性质将水的辐照分解产物分为哪两大类产物？哪些是氧化性产物（举 3 种）？ 还原性产物和氧化性产物。氧化性产物包括：氢氧自由基（OH） 、过氧化氢（
20、H 2O2） 、二氧化氢25（HO 2） 、O -和氧分子（O 2） 。2.在水化学控制中通过什么来抑制水的辐照分解？它还有什么作用？ 加氢。通过加氢能有效抑制水的辐射分解；消除水中的氧（或可减少氧的含量） ；降低水中氧化性辐解产物浓度，从而可大大减少冷却剂对结构材料的腐蚀。3.在 一 回 路 水 化 学 技 术 规 范 中 哪 几项 参 数 对 结 构 材 料 腐 蚀 影 响 最 大 ？首 选 三 项 必 须 严 格 控 制 的 。氧 、 卤 素 离 子 （ 或 氯 ） 、 氢 氧 化锂 （ 或 7LiOH）4.一 回 路 水 化 学 处 理 中 ， 向 冷 却 剂添 加 的 化 学 物 质
21、 有 哪 几 种 ？26一回路 5 种：硼酸、氢氧化锂、氢气、氨水、联氨（胺） ；5.离子交换树脂有哪几种？强酸性阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂、弱酸性阳离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂。6.压 水 堆 核 电 厂 冷 却 剂 pH 值 控 制偏 碱 性 有 何 意 义 和 作用？ 采 取 什 么方法 和 措 施 来 控 制 pH 值 在 限 值 内 ？pH 控 制 的 意 义 ：碱 性 水 质 对 腐 蚀 的 抑 制 作 用 提 高 结 构 材 料 的 耐 腐 蚀 性 能 是 有利 的 ； 减 少 金 属 表 面 腐 蚀 产 物 向 冷 却 剂27的 释 放 量 。 pH 偏 碱 性
22、 对 腐 蚀 产 物 运 动 的 控 制 作用 减 少 或 防 止 回 路 中 腐 蚀 产 物 向 堆芯 转 移 ,减 少 或 免 于 活 化 ， 大 大 降 低一 回 路 的 辐 射 剂 量 水 平 ， 以 便 于 检修 ； 减 少 腐 蚀 产 物 在 燃 料 元 件 表 面 沉积 ， 维 持 堆 芯 良 好 的 传 热 条 件 。采 取 离 子 交 换 法 和 直 接 注 入 法 。7.简 述 冷 却 剂 循 环 净 化 系 统 的 组 成与 各 部 功 能 （ 可 用 流 程 原 理 图 表 示 ，但 也 要 加 文 字 说 明 ） 。 前 置 过 滤 器去 除 冷 却 剂 中 悬 浮
23、腐 蚀 产 物28颗 粒 锂 型 和 硼 酸 型 混 合 离 子 交 换 器去 除 可 溶 性 裂 变 产 物 和 腐 蚀产 物 除 锂 和 除 硼 离 子 交 换 器维 持 合 适 的 冷 却 剂 水 质 H 型 用 于 除 去 多 余 的 锂 -7 和硼 -锂 混 床 不 易 吸 附 的Mo,Y,Cs 等 OH 型 用 于 去 除 冷 却 剂 中 的 硼酸 后 置 过 滤 器防 止 细 碎 树 脂 漏 入 主 回 路 容 积 控 制 箱除 去 部 分 裂 变 气 体298.反 应 堆 排 出 的 含 硼 酸 的 水 采 取 什么 措 施 处 理 ？ 简 述 设 备 和 技 术 及 其处 理
24、 结 果 。采 用 硼 回 收 系 统 处 理 ，硼回收系统应该具备如下三种功能：（1）为堆排水提供足够的贮存容量；（2）去除堆排水中的放射性物质及其它杂质；（3）为堆的运行再生补给水和浓硼酸。硼回收系统由三个单元组成（1）堆排水贮存和输送单元，包括堆排水贮槽和相应的泵组；30（2）净化单元，过滤器、离子交换器和脱气器，去除堆排水中的不溶性颗粒杂质、可溶性离子杂质以及溶解气体，设置一组 H 型阳树脂床，去除 Cs、Mo、Y 等循环净化系统不易除去的核素以及 pH 添加剂的阳离子（Li ） 。（3）硼水分离单元，硼水分离是通过蒸发来实现的。由蒸发器、雾沫去除器、吸收塔、冷凝器以及冷却器等构成。水检测合格后送堆补给水箱贮存起来。而蒸发器釜底溶液浓缩到一定程度后，经冷却过滤送往浓硼酸贮槽。 硼回收系统蒸发后的两种产物：
