一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法技术

本发明专利技术公开一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，包括，试样前处理、试验参数设计、交叉腐蚀试验、试样后处理和热工试验。试验前处理包括对主设备材料试样打磨、抛光、清洗、干燥和称重；试验参数设计包括设计化学停堆毒物种类、浓度和停堆工况，其中不同种类的化学停堆毒物可依靠等效热中子吸收截面建立对比关系；试样后处理包括对腐蚀后主设备材料试样进行冲洗、干燥、称重及必须的表征；交叉腐蚀试验包括长周期静态腐蚀试验与电化学测试；热工试验包括临界热流密度试验。本发明专利技术针对现有单一种类化学停堆毒物的选择局限，考略化学停堆对核反应堆的腐蚀影响，为研发高效率低腐蚀性化学停堆毒物提供了一种有效的试验分析方法，并可灵活分析多种用途堆芯评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆一回路材料安全，具体提供一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法。

技术介绍

1、化学停堆系统是核反应堆一个重要的备用停堆系统，以保障核反应堆多样性的停堆方式。化学停堆的功能是，当反应堆控制棒由于可能的原因导致卡死而不能下插时，立刻向反应堆注入高浓度中子毒物，使反应堆达到一定负反应性深度，实现核反应堆次临界停堆，即安全停堆。

2、目前压水堆核电厂化学停堆普遍使用的中子毒物是硼酸，主要原因是硼酸成本较低，易后处理，考虑到硼酸的中子截面相对硝酸镉和硝酸钆的中子毒物较低，要求注入的硼酸浓度高，最终储备的化学停堆毒物容积大且表现出较高酸性；核反应堆较佳的一回路ph值为碱性，高浓度硼酸呈现的酸性将对堆芯主设备表面状态造成一定的考验，分析不同中子毒物的影响效果，有利于多用途核反应堆适应不同工作要求。

3、化学停堆后核反应堆再启动需要对核反应堆主设备重新进行安全评估，如表面氧化膜状态，热工参数。及时、充分地对主设备材料进行腐蚀试验和评价是保障堆内安全的重要手段。

技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤1试样前处理中主设备材料试样材料包括锆合金、奥氏体不锈钢和因科镍合金。

3.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤2试验参数设计中化学停堆毒物种类包括硼酸、硝酸镉和硝酸钆；化学停堆毒物浓度包括各类卡棒事故工况所要求的浓度及其浓缩浓度；化学停堆毒物停堆工况包括热停堆、冷停堆及两工况之间的转变。

4.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆...

【技术特征摘要】

1.一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤1试样前处理中主设备材料试样材料包括锆合金、奥氏体不锈钢和因科镍合金。

3.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤2试验参数设计中化学停堆毒物种类包括硼酸、硝酸镉和硝酸钆；化学停堆毒物浓度包括各类卡棒事故工况所要求的浓度及其浓缩浓度；化学停堆毒物停堆工况包括热停堆、冷停堆及两工况之间的转变。

4.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤2试验参数设计中不同种类的化学停堆毒物依靠等效热中子吸收截面建立对比关系，由于不同种类化学停堆毒物等效热中子吸收截面不同，则规定不同种类化学停堆毒物实现相同的中子吸收能力，即不同种类化学停堆溶液停堆能力相同而浓度不同的前提下，进行不同种类化学停堆毒物的腐蚀对比评价。

5.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤2试验参数设计中不同种类的化学停堆毒物依靠等效热中子吸收截面建立对比关系，不同种类化学停堆毒物首先主要对比静态腐蚀速率，静态腐蚀速率越大说明该种化学停堆毒物静态腐蚀性越强；其次是通过sem表征氧化膜厚度与致密性，不同化学停堆毒物腐蚀机理不同，联系前一项静态腐蚀速率评测氧化膜的形成与作用；xrd和xps表征分析锆合金在不同种类化学停堆毒物成分析出与价态变化，针对性判断成分对于腐蚀的影响；静态腐蚀速率的计算公式为(w1-w2)/h，其中w1为试验前处理中的称重即第一次称重，w2为试验后处理中的称重，即腐蚀后的第二次称重，h为腐蚀试验时间。

6.如权利要求1所述的一种核反应堆化学停堆毒物对主设备材料腐蚀的试验方法，其特征在于：步骤2试验参数设计中不同种类的化学停堆毒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张魁，齐方榕，马欣悦，田文喜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：