一回路水化学确定方法、装置、设备、介质和程序产品制造方法及图纸

本申请涉及一回路水化学控制技术领域，特别是涉及一种一回路水化学确定方法、装置、设备、介质和程序产品。用于解决相关技术中一回路水化学条件预测不够准确的问题。一种一回路水化学确定方法，包括：获取在当前测量温度下一回路水中未电离硼酸和未电离氢氧化锂的浓度，以及一回路水中除锂元素以外的其余各金属元素在一回路水中的饱和溶解度；根据离子电荷守恒、一回路水中硼酸和氢氧化锂的离子积公式，以及未电离硼酸和未电离氢氧化锂的浓度，构建第一函数，第一函数用于表征氢氧化锂的总浓度和pH值的对应关系；根据第一函数和氢氧化锂的当前测量总浓度，计算一回路水的当前pH值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一回路水化学确定方法、装置、设备、介质和程序产品


[0001]本申请涉及一回路水化学控制
，特别是涉及一种一回路水化学确定方法、装置、设备、介质和程序产品。

技术介绍

[0002]核反应堆一回路水化学对于蒸汽发生器腐蚀、腐蚀产物释放、燃料棒污垢沉积有重要影响，它会直接影响燃料棒的反应性能和反应堆的安全。因此，建立准确预测反应对一回路水化学的计算方法具有重要意义。
[0003]目前，核电厂一回路水化学参数pH值的计算采用经验公式，没有考虑一回路水中影响pH值变化的可能的反应机理，计算结果不准确，无法准确预测一回路水化学对于蒸汽发生器腐蚀等的影响，从而无法准确预测燃料棒的反应性能和反应堆的安全等的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种一回路水化学确定方法、装置、设备、介质和程序产品，以解决相关技术中一回路水化学条件预测不够准确，从而无法准确预测燃料棒的反应性能和反应堆的安全的问题。
[0005]本申请的第一方面，提供了一种一回路水化学确定方法，包括：
[0006]获取在当前测量温度下，一回路水中未电离硼酸和未电离氢氧化锂的浓度，以及一回路水中除锂元素以外的其余各金属元素在一回路水中的饱和溶解度；
[0007]根据离子电荷守恒、一回路水中硼酸和氢氧化锂的离子积公式，以及未电离硼酸和未电离氢氧化锂的浓度，构建第一函数，第一函数用于表征氢氧化锂的总浓度和pH值的对应关系；
[0008]根据第一函数和氢氧化锂的当前测量总浓度，计算一回路水的当前pH值。
[0009]在第一方面的一种可能的实施方式中，根据第一函数和氢氧化锂的当前测量总浓度，计算一回路水的当前pH值，包括：
[0010]根据第一函数和一回路水的参考pH值，计算参考pH值对应的氢氧化锂的参考总浓度；
[0011]将参考pH值作为pH迭代初始值，根据氢氧化锂的当前测量总浓度、第一函数和迭代算法，对pH迭代初始值进行i次校正，直至当前pH值与第i次pH校正值之差的绝对值小于或等于预设阈值为止，i为大于或等于1的整数，在i次校正过程中，上一次pH校正值作为下一次校正的pH迭代初始值。
[0012]在第一方面的一种可能的实施方式中，迭代算法满足如下公式(1)：
[0013][0014]其中，在公式(1)中，pH表示当前pH值，pH0表示每一次校正过程中的pH迭代初始值，[LiOH]bulk
表示氢氧化锂的当前测量总浓度，[LiOH]0表示每一次校正过程中氢氧化锂的
总浓度，[LiOH]0与pH0满足第一函数，n表示预设阈值。
[0015]在第一方面的一种可能的实施方式中，获取在当前测量温度下，一回路水中未电离硼酸的浓度，包括：
[0016]根据硼酸在一回路水中的离子积公式，以及硼元素质量守恒，计算在当前测量温度下，一回路水中未电离硼酸的浓度。
[0017]在第一方面的一种可能的实施方式中，硼酸在一回路水中的离子积计算公式满足公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024]其中，在公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)和公式(7)中，[B(OH)
‑4]表示B(OH)
‑4的摩尔浓度，[OH
‑
]表示一回路水中OH
‑
的摩尔浓度，[B(OH)3]表示未电离硼酸的摩尔浓度，K
1B
表示硼酸的一级电离常数；[B2(OH)
‑7]表示B2(OH)
‑7的摩尔浓度，K
2B
表示硼酸的二级电离常数；[B3(OH)
‑
10
]表示B3(OH)
‑
10
的摩尔浓度，K
3B
表示硼酸的三级电离常数，T表示当前测量温度；
[0025]未电离硼酸的浓度的计算公式满足公式(8)：
[0026][0027]在公式(8)中，x表示未电离硼酸的摩尔浓度，[B]表示硼酸的总摩尔浓度。
[0028]在第一方面的一种可能的实施方式中，获取在当前测量温度下，所述一回路水中未电离氢氧化锂的浓度，包括：
[0029]根据氢氧化锂的离子积公式、氢氧化锂的总浓度，以及在当前测量温度下氢氧化锂的电离度，计算未电离氢氧化锂的浓度。
[0030]在第一方面的一种可能的实施方式中，
[0031]氢氧化锂的离子积公式满足公式(9)和(10)：
[0032][0033]log K
j
＝
‑
0.8217
‑
0.0031T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0034]在公式(9)和(10)中，K
j
表示氢氧化锂的离子积，[Li
+
]表示Li
+
的摩尔浓度，[OH
‑
]表示OH
‑
在一回路水中的摩尔浓度，[LiOH]表示未电离氢氧化锂的摩尔浓度，T表示当前测量温度；
[0035]所述未电离氢氧化锂的浓度的计算公式满足公式(11)：
[0036][LiOH]＝[LiOH]bulk
(1
‑
α
LiOH
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0037]在公式(11)中，[LiOH]bulk
表示氢氧化锂的当前测量总浓度，α
LiOH
表示氢氧化锂的当前电离度。
[0038]在第一方面的一种可能的实施方式中，确定在当前测量温度下，一回路水中除锂元素以外的其余各金属元素在一回路水中的饱和溶解度，包括：
[0039]获取当前测量温度下，一回路水中除锂元素以外的其余各金属元素的稳定固相对应的沉淀溶解化学反应的吉布斯自由能；
[0040]根据沉淀溶解化学反应和吉布斯自由能，计算其余各金属元素所对应的离子浓度；
[0041]按照元素种类，对其余各金属元素中每一种金属元素所对应的离子浓度进行分别累加，得到其余各金属元素在一回路水中的饱和溶解度。
[0042]在第一方面的一种可能的实施方式中，第一函数满足公式(14)：
[0043][0044]在公式(14)中，[LiOH]bulk
表示氢氧化锂的当前测量总浓度，K
w
表示水的离子积，[H
+
]表示H
+
在一回路水中的摩尔浓度，K
1B
表示硼酸的一级电离常数；K
2B
表示硼酸的二级电离常数；K
3B
表示硼酸的三级电离常数，x表示未电离硼酸的摩尔浓度，K
j
表示氢氧化锂的离子积。
[0045]第二方面，本申请提供一种一回路水化学确定装置，包括：
[0046]获取模块，用于获取在当前测量温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一回路水化学确定方法，其特征在于，包括：获取在当前测量温度下，所述一回路水中未电离硼酸和未电离氢氧化锂的浓度，以及所述一回路水中除锂元素以外的其余各金属元素在所述一回路水中的饱和溶解度；根据离子电荷守恒、所述一回路水中硼酸和氢氧化锂的离子积公式，以及所述未电离硼酸和所述未电离氢氧化锂的浓度，构建第一函数，所述第一函数用于表征氢氧化锂的总浓度和pH值的对应关系；根据所述第一函数和所述氢氧化锂的当前测量总浓度，计算所述一回路水的当前pH值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一函数和所述氢氧化锂的当前测量总浓度，计算所述一回路水的当前pH值，包括：根据所述第一函数和所述一回路水的参考pH值，计算所述参考pH值对应的氢氧化锂的参考总浓度；将所述参考pH值作为pH迭代初始值，根据氢氧化锂的当前测量总浓度、第一函数和迭代算法，对pH迭代初始值进行i次校正，直至所述当前pH值与第i次pH校正值之差的绝对值小于或等于预设阈值为止，其中，i为大于或等于1的整数，在i次校正过程中，上一次pH校正值作为下一次校正的pH迭代初始值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述迭代算法满足如下公式(1)：其中，在公式(1)中，pH表示所述当前pH值，pH0表示每一次校正过程中的pH迭代初始值，[LiOH]
bulk
表示所述氢氧化锂的当前测量总浓度，[LiOH]0表示每一次校正过程中氢氧化锂的迭代初始总浓度，[LiOH]0与pH0满足所述第一函数，n表示所述预设阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取在当前测量温度下，所述一回路水中未电离硼酸的浓度，包括：根据所述硼酸在所述一回路水中的离子积公式，以及硼元素质量守恒，计算在所述当前测量温度下，所述一回路水中未电离硼酸的浓度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硼酸在一回路水中的离子积公式满足公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)：所述硼酸在一回路水中的离子积公式满足公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)：所述硼酸在一回路水中的离子积公式满足公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)：
其中，在公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)和公式(7)中，[B(OH)
‑4]表示B(OH)
‑4的摩尔浓度，[OH
‑
]表示一回路水中OH
‑
的摩尔浓度，[B(OH)3]表示未电离硼酸的摩尔浓度，K
1B
表示硼酸的一级电离常数；[B2(OH)
‑7]表示B2(OH)
‑7的摩尔浓度，K
2B
表示硼酸的二级电离常数；[B3(OH)
‑
10
]表示B3(OH)
‑
10
的摩尔浓度，K
3B
表示硼酸的三级电离常数，T表示当前测量温度；所述未电离硼酸的浓度的计算公式满足公式(8)：在公式(8)中，x表示未电离硼酸的摩尔浓度，[B]表示硼酸的总摩尔浓度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取在当前测量温度下，所述一回路水中未电离氢氧化锂的浓度，包括：根据所述氢氧化锂的离子积公式、氢氧化锂的当前测量总浓度，以及在所述当前测量温度下所述氢氧化锂的电离度，计算所述一回路水中所述未电离氢氧化锂的浓度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氢氧化锂的离...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪韬，金鑫，厉井钢，陈忠村，刘亚妮，陈威林，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：