Расчет значений рНt при рабочих параметрах теплоносителя второго контура АЭС с ВВЭР
А.Б. Ларин, Б.М. Ларин, К.В. Зотова
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 6, сс. 15—22
Скачать PDF
Состояние вопроса. Основной задачей водно-химического режима второго контура АЭС является обеспечение безаварийной работы основного оборудование посредством поддержания таких физико-химических свойств теплоносителя, которые бы предотвращали коррозионные повреждения конструкционных материалов оборудования и образование отложений на его поверхностях. Скорость коррозии во многом зависит от величины водородного показателя (рН), измерение которого производится в охлажденных пробах (при 25 оС), отобранных в контрольных точках пароводяного тракта. С увеличением температуры изменяются степень диссоциации электролитов, их коэффициенты активности, константы диссоциации воды и растворенных электролитов. Эти изменения приводят к тому, что значения рН, измеренные при 25 оС, не соответствуют реальным значениям водородного показателя при фактических параметрах теплоносителя. В связи с этим очевидна необходимость своевременного контроля рН при фактической температуре среды (рНt) и коррекция водно-химического режима в случае отклонения этого показателя от нормируемых параметров. Решить поставленную задачу предлагается полуэмпирически, применяя разработанные математические модели с использованием некоторых данных, полученных с приборов автоматического химического контроля.
Материалы и методы. Математические модели для расчета рНt составлены на основе уравнений из теории растворов электролитов. Использованы ранее полученные температурозависимые значения ионного произведения воды, удельной электропроводности и констант диссоциации электролитов.
Результаты. Разработаны математические модели ионных равновесий теплоносителя в условиях гидразин-аммиачного водно-химического режима. Рассчитаны значения рНt в водных растворах угольной кислоты и аммиака малых концентраций.
Выводы. Определение высокотемпературного показателя pHt имеет важное практическое значение, особенно для блоков АЭС с ВВЭР. Полученные результаты показывают, что возможно контролировать этот показатель с помощью уже имеющихся на станции приборов в рамках автоматического химического контроля. Значения термического рН, рассчитанные по разработанным алгоритмам, соразмерны с данными других авторов. Полученные результаты могут быть использованы при составлении усложненных алгоритмов расчета рНt для промышленных условий.
1. Тяпков В.Ф. Комплексный подход к выбору водно-химического режима II контура в проектах АЭС с ВВЭР-1200 // Теплоэнергетика. – 2011. – № 5. – С. 16–20.
2. Электрофизические методы исследования свойств теплоносителей / Б.П. Голубев, С.Н. Смирнов, Ю.М. Лукашов, Е.П. Свистунов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 184 с.
3. Измерение рН в условиях сверхчистой среды конденсата и питательной воды энергоблоков / А.Б. Ларин, Б.М. Ларин, А.Я. Сорокина, С.В. Киет // Теплоэнергетика. – 2018. – № 11. – С. 97–102.
4. Мартынова О.И. Международные таблицы и уравнения для ионного произведения воды и пара // Теплоэнергетика. – 1981. – № 1. – С. 74–75.
5. Мусинова Ю.В., Смирнов С.Н. Расчет удельной электропроводности водных растворов аммиака // Теплоэнергетика. – 2000. – № 10. – С. 944–945.
6. Экспериментальные исследования электрофизических свойств одно-одновалентных электролитов при высоких параметрах состояния / Ю.М. Лукашов, К.Б. Комиссаров, Б.П. Голубев и др. // Теплоэнергетика. – 1975. – № 12. – С. 76–79.
7. Щербаков В.Н. Электролитические свойства растворов угольной кислоты и инновационные методы оперативного контроля качества воды типа конденсата на ТЭС // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. – 2015. – № 4. – С. 24–30.
8. Marshall W.L., Franck E.U. Ion product of water substance, 0–1000 °C, 1–10,000 bars. New international formulation and its background // J. Phys. Chem. Ref. Data. – 1981. – Vol. 10. – P. 295.
9. Wright J.M. The behavior of electrolytic solutions at elevated temperatures as derived from conductance measurements // WAPD–TM–204. – June, 1961.
10. Рыженко Б.Н. О величинах констант диссоциации угольной кислоты при повышенных температурах // Доклады АН СССР. – 1963. – Т. 149, № 3. – С. 639–641.