注鋅對(duì)壓水堆核電站一回路結(jié)構(gòu)材料腐蝕行為影響的研究.pdf

1、核電廠一回路設(shè)備材料的腐蝕問(wèn)題影響著核電廠反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性、核電經(jīng)濟(jì)性和電站壽命,通過(guò)一回路水化學(xué)控制可以預(yù)防和減緩均勻腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等問(wèn)題，防止腐蝕產(chǎn)物在堆芯沉積，控制反應(yīng)堆的輻射劑量。源于BWR的一回路水化學(xué)注鋅技術(shù)因其控制設(shè)備腐蝕和堆內(nèi)輻射劑量的良好效果而在國(guó)際上被PWR廣泛采用。我國(guó)目前部分已建成投產(chǎn)和批準(zhǔn)在建的PWR已經(jīng)考慮采用注鋅技術(shù)，但國(guó)內(nèi)對(duì)此技術(shù)的研究幾乎為空白。因此，本課題的研究目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究壓水堆

2、一回路水化學(xué)條件下鋅對(duì)氧化膜的影響機(jī)理，旨在為我國(guó)核電廠日后的加鋅計(jì)劃提供理論和數(shù)據(jù)支持。
　　本文對(duì)壓水堆核電廠一回路常用的316L奧氏體不銹鋼、304奧氏體不銹鋼、鎳基690合金、800合金四種材料進(jìn)行堆外靜態(tài)高壓釜均勻腐蝕實(shí)驗(yàn)，在315℃模擬壓水堆一回路水化學(xué)條件的溶液中分別進(jìn)行了1500h的加鋅腐蝕實(shí)驗(yàn)、200h的加鋅后加鈷實(shí)驗(yàn)和200h的加鈷后加鋅實(shí)驗(yàn)，對(duì)不加鋅、加不同濃度的鋅、加鋅后加鈷和加鈷后加鋅幾種溶液情況下的腐蝕

3、試樣進(jìn)行稱重,對(duì)表面氧化膜進(jìn)行掃描電鏡(SEM)表面形貌觀察、X射線能譜儀(EDS)表面成分分析和X射線光電子能譜(XPS)深度成分分析。
　　實(shí)驗(yàn)表明，試樣的腐蝕增重速率在實(shí)驗(yàn)初期較快，隨后逐漸減緩，加鋅水化學(xué)條件下的試樣的腐蝕增重量比無(wú)鋅水化學(xué)條件下實(shí)驗(yàn)的試樣有一定程度的降低，說(shuō)明鋅對(duì)腐蝕增重有一定的影響；四種材料表面氧化膜形貌根據(jù)不同的材料有不同的變化，加鋅對(duì)氧化物顆粒尺寸影響并不大；對(duì)氧化膜成分的XPS深度分析得知，不加鋅

4、時(shí)內(nèi)層氧化膜主要成分為(MnzNiyFe1-y-z)Cr2O4，加鋅時(shí)的內(nèi)層氧化膜為(ZnwMnzNiyFe1-y-z-w)Cr2O4，Zn對(duì)四面體位置上的Mn、Fe、Ni均有置換作用，形成更穩(wěn)定的含Zn的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物。
　　加鋅后加鈷實(shí)驗(yàn)中，表面氧化膜內(nèi)已有的Zn對(duì)Co的沉積并沒(méi)有明顯的影響，說(shuō)明Co在含鋅的氧化膜中的沉積并未因Zn的存在而受到抑制；加鈷后加鋅實(shí)驗(yàn)中，表面氧化膜中已沉積的Co在加Zn后含量降低，一定程度上反映