Primárny okruh v tlakovodných reaktoroch

Diagram of three-circuit water-steam reactor

Tlakovodné reaktory sú spravidla navrhnuté s tretím vodným okruhom popri dvoch okruhoch, ktoré nájdeme v iných tepelných elektrárňach (napr. varné reaktory 
(boiling water reactors - BWRs) alebo uhoľné a geotermálne elektrárne). V takzvanom primárnom okruhu voda absorbuje teplo generované jadrovým štiepením a prenesie ho do sekundárneho okruhu. Primárny okruh zadržiava rádioaktívne materiály a zabezpečuje aby sa nerozptýlili do sekundárneho okruhu, a teda potenciálne do prostredia.

Na tento dodatočný vodný okruh sa vzťahujú niektoré špecifické požiadavky týkajúce sa chemickej analýzy a monitorovania.


Stanovenie kyseliny boritej …

Voda v primárnom okruhu tlakovodného reaktora obsahuje rozpustenú kyselinu boritú. Účelom kyseliny boritej, a najmä izotopu 10B je pôsobiť ako moderátor: Kyselina boritá zachytáva štiepené neutróny, ktoré udržiavajú chod jadrovej reťazovej reakcie a sú zodpovedné za reaktivitu reaktora. Keďže jeho koncentrácia hrá takú dôležitú úlohu, stanovenie kyseliny boritej v primárnom okruhu je mimoriadne dôležité kvôli bezpečnosti a účinnosti reaktora.

… v laboratóriu

Kyselinu boritú nie je jednoduché titrovať, kedže ide o slabú kyselinu s konštantou kyslosti Ka1 5.75·10-10. Pre jednoduchšiu titráciu je potrebné do kyseliny boritej pridávať polyalkoholy, napríklad manitol. Tvoria sa tak komplexy s vyššou kyslosťou, ktoré sa správajú ako monovalentná kyselina, ktorú možno titrovať roztokom NaOH.

Ručná titrácia kyseliny boritej je náročná a vyžaduje veľmi presné pipetovanie vzorky, destilovanej vody a roztoku manitolu, pre dosiahnutie správnych výsledkov. Automatizovaná titrácia je preto určite lepšou voľbou.

Metrohm ponúka plne automatizovaný systém na analýzu kyseliny boritej.

> Ďalšie informácie o analyzátore Robotic Acid Analyzer

… a v procese

Palivové systémy nemožno vymeniť priamo počas prevádzky v tlakovodných reaktoroch. Preto treba mať na začiatku pracovné cyklu k dispozícii rezervu paliva. Nadbytočná aktivita v reaktore spojená s týmto rezervným palivom je riadená úpravou koncentrácie kyseliny boritej v reaktore. Ked sa palivo spáli, koncentrácia kyseliny boritej sa musí znížiť, aby sa reaktor udržal v prevádzke. Nastavenie správnej koncentrácie kyseliny boritej v primárnom okruhu je preto kľúčové pre bezpečnú a efektívnu prevádzku tlakovodného reaktora.

To sa dá dosiahnuť dôsledným monitorovaním koncentrácie kyseliny boritej. Procesné analyzátory Metrohm 2026 Titrolyzer a ADI 2045TI sokážu stanoviť koncentráciu kyseliny boritej pomocou potenciometrickej titrácie.

> Ďalšie informácie o Metrohm procesnom analyzátore 2026 Titrolyzer

> Ďalšie informácie o Metrohm procesnom analyzátore ADI 2045TI Analyzer

Stanovenie lítia

Chromatogram of a lithium determination

Kyselina boritá pridávaná do primárneho okruhu tlakovodného reaktora, znižuje hodnotu pH a tým zvyšuje potenciál pre koróziu. Na neutralizáciu tohto účinku sa do primárneho okruhu pridáva alkalizačné činidlo, vo väčšine prípadov monoizotopický hydroxid lítny (7Li). Koncentrácia lítia preto musí byť tiež monitorovaná, a to pomocou iónovej chromatografie v spojení s inteligentnými nástrekovými technikami ako Metrohm intelligent partial loop injection (MiPT).

> Viac informácií o stanovení lítia iónovou chromatografiou

> Viac informácií o Metrohm iónovej chromatografii

Stanovenie kovových katiónov v primárnom okruhu

Niektoré kovové katióny musia byť monitorované aj v primárnom okruhu tlakovodného reaktora. Nikel je dôležitý zliatinový kov, ktorý zvyšuje odolnosť ocele proti korózii. Avšak v iónovej, rozpustenej forme nikel podporuje vznik korózie a preto je nevyhnutné koncentráciu niklu pravidelne monitorovať.

Ochudobnený zinok sa často pridáva na zníženie rádioaktivity na povrchu komponentov a na zníženie korózie kovových povrchov. Aj tento katión sa musí pravidelne monitorovať.

Tieto katióny je možné stanoviť až do rozmedzia sub-μg / L pomocou iónovej chromatografie. Kvôli prítomnosti kyseliny boritej a hydroxidu lítneho, stanovenie týchto katiónov vyžaduje kombináciu inline predkoncentrácie a elimináciu matrice.

> Prečítajte si aplikáciu

> Viac informácií o Metrohm iónovej chromatografii

Na stiahnutie

Ďalšie aplikácie a produkty

Detail of turbine

Turbínové a mazacie oleje

Turbínové a mazacie oleje sú v elektrárňach vystavené extrémnym podmienkam. Mnohé medzinárodné normy definujú požiadavky a skúšobné postupy pre údržbu turbín v prevádzke.

Norma ASTM D 4378 špecifikuje, že číslo kyslosti a číslo zásaditosti sa stanovujú potenciometrickou titráciou a obsah vody sa stanovuje Karl Fischer titráciou.

Metrohm titrácia Karl Fischer titrácia

Aplikácie pre procesné analyzátory

40 rokov našich skúseností z oblasti procesných analýz sme zhrnuli do jednej príručky. Táto publikácia obsahuje všetky aplikácie, ktoré sme predali zákazníkom z rôznych priemyselných odvetví, ako sú chemický a petrochemický, polovodičový, energetický, farmaceutický, automobilový a letecký priemysel a iné.

Stiahnite si príručku aplikácií