Primärkrets i PWR

Diagram of three-circuit water-steam reactor

Tryckvattenreaktorer (PWR) är i allmänhet utformade med en tredje vattenkrets utöver de två som finns i andra värmekraftverk (t.ex. kokvattenreaktorer (BWRs)eller koleldade och geotermiska kraftverk). I denna så kallade primärkrets absorberar vattnet värmen som genereras av kärnklyvning och överför den till sekundärkretsen. Denna extra krets säkerställer att radioaktiva ämnen förblir inkapslade och inte sprids till sekundärkretsen och därmed potentiellt till miljön.


Denna extra vattenkrets medför vissa specifika krav på kemisk analys och övervakning.

Bestämning av borsyra …

Vattnet i primärkretsen av PWR innehåller upplöst borsyra. Syftet med borsyra, och 10B isotopen i synnerhet, är att fungera som en moderator: Borsyran fångar fissionsneutroner, som håller den nukleära kedjereaktion igång och är ansvariga för reaktiviteten hos reaktorn. Eftersom dess koncentration spelar en så viktig roll, är bestämning av borsyra mycket viktigt med tanke på reaktorsäkerheten och effektiviteten i primärkretsen.

… i labbet

Borsyra, som är en svag syra med en syrakonstant Ka1 5,75 · 10-10, är svår att titrera. För att möjliggöra enkel titrering måste polyalkoholer, t ex mannitol, sättas till borsyra, vilket leder till bildning av komplex med en större sura styrka som beter sig som en monovalent syra, som kan titreras med en NaOH-lösning.


Om borsyra ska titreras manuellt innebär denna komplexitet en hel del arbete och kräver exakt pipettering av provet, destillerat vatten och mannitollösning för att ge korrekta resultat. Automatiserad titrering är därför säkerligen ett bättre val.

Metrohm erbjuder ett helautomatiskt system för borsyraanalys.

> Lär dig mer om Robotic Acid Analyzer

… och i processen

Bränslepatronerna kan inte bytas under drift i PWR. Detta gör det nödvändigt att ha en bränslereserv på plats i början av en arbetscykel. Överskottetsaktiviteten i reaktorn förknippad med denna bränslereserv kontrolleras genom justering av borsyrakoncentrationen i reaktorn. Allteftersom dess bränslen brinner upp, måste borsyrakoncentrationen sänkas för att hålla reaktorn i drift. Att ställa in rätt borsyrakoncentration i primärkretsen är därför avgörande för en säker och effektiv drift av en PWR.

Detta kan uppnås genom att noga övervaka borsyran koncentrationen. Metrohm Process Analytics ADI 2016 och ADI 2045TI Analyzers gör att du kan bestämma borsyrakoncentrationen kvasi-kontinuerligt genom potentiometrisk titrering.

> Lär dig mer om Metrohm Process Analytics ADI 2016 Analyzer

> Lär dig mer om Metrohm Process Analytics ADI 2045TI Analyzer

Bestämning av litium

Chromatogram of a lithium determination

Borsyran som tillsätts till den primära kretsen i PWR sänker pH-värdet och ökar därmed korrosionspotentialen. För att motverka denna effekt sätts ett alkaliserande medel, i de flesta fall av enkla isotoper litiumhydroxid (7Li), till den primära kretsen. Litiumkoncentrationen måste därför också övervakas. Detta kan göras med jonkromatografi i samband med intelligent partial loop injektion (MiPT).

> Lär dig mer om bestämning av litium med jonkromatografi

> Lär dig mer om Metrohm jonkromatografi

Bestämning av metallkatjoner i primärkretsen

Vissa metallkatjoner måste även övervakas i primärkretsen hos en PWR. Nickel är en viktig legeringsmetall, som ökar korrosionsbeständigheten hos stålet. Men i jonisk, upplöst form, främjar nickel korrosion, vilket gör regelbundna kontroller av nickelkoncentration nödvändiga.

Utarmat zink tillsätts ofta för att minska radioaktiviteten på komponentytorna och för att minska korrosion av metallytor. Denna katjon måste också kontrolleras regelbundet.

Dessa katjoner kan även bestämmas ned till under sub-µg/l intervall med användning av jonkromatografi. På grund av närvaron av borsyra och litiumhydroxid kräver bestämningen av dessa katjoner kombinerad Inline förkoncentrering and matriseliminering.

> Läs applikationen

> Lär dig mer om Metrohm jonkromatografi

För nedladdning

Ytterligare applikationer och produkter

Detail of turbine

Turbin- och smörjoljor

Turbin- och smörjoljor utsätts för extrema förhållanden i kraftverk. Många internationella standarder definierar krav och provningsförfaranden för underhåll av vindkraftverken i drift.

ASTM D4378 standarden anger att syra- och basnummer skall bestämmas genom potentiometrisk titrering och att vattenhalten skall bestämmas genom Karl Fischer-titrering.

Metrohmtirering Karl Fischer-titrering

Process Analytics Applications

We have compiled 40 years of our experience in process analysis control into one handbook. This volume contains all applications that we have sold to customers from various industrial fields, such as chemical and petrochemical, semiconductor, power, pharmaceutical, automotive and aerospace, and many more.

Download the applications handbook