在核电站中采用先进的膜脱气技术实现辐射源项的削减和腐蚀控制
2013-12-11 22:17:32 来源：孙工
在核电站中采用先进的膜脱气技术实现辐射源项的削减和腐蚀控制
核电站的水系统的溶解气体控制，包括初级水储罐和二次储水箱，对于减少辐射源项（定义作为释放放射性物质）是至关重要的。控制溶解的气体，还可有助于减少无用的放射性核素的形成，如 114C 和氧化钴60Co 的形成，同时减轻初级水应力腐蚀开裂（PWSCC）。
碳，氮和氧分子的同位素的中子诱发反应产生14C核素。由于这些元素存在于核反应堆的燃料，包层，冷却剂，慢化剂和结构材中，在工艺用水脱除溶解的气体，可以减少形成的14C核素。
反应器内的中子和钢的合金成分反应产生60Co和58Co核素。当60Co暴露于水的反应器中的溶解氧时就会形成氧化钴-60。降低反应堆冷却剂系统（冷却水系统）中的溶解氧的浓度降低，可以帮助减少反应器产生这些腐蚀产物。
CRUD（腐蚀相关不明的沉积物），如60/58CoNiFe2O3，被称为是核电厂产生辐射的
主要原因。应该去除这种类型的腐蚀物，以减少员工在装置大修期间和退役所招受的辐射。降低反应器中的给水储箱（RMWST）的二次水箱（RWT）的溶解氧的浓度，可以降低生产这些放射性腐蚀产物。
在正常工作条件下,核电厂产生的各种放射性核素。虽然核电厂的设计，已经包含遏制和减少气态放射性核素释放到环境中，只有少量放射性排放出系统外。有些核素通常由气态排出。 少量的14C通过正常的污水气体排放路径被排出，如14CO2和14CH4以化学形式由工厂通风管排出。由于14C核素的半衰期长，（5730年），同位素会在环境中存在很长一段时间，从而 被吸收到细胞中的植物和动物。
*近，一些核电厂在其供水系统中安装的Liqui-Cel膜脱气系统以去除水中溶解的气体，从而减少放射性核素的形成。这可保护操作者及环境。Liqui-Cel®膜脱气系统结构紧凑，里面的植物，由于其外形小巧和灵活的系统设计，几乎可以安装在任何地方。
Liqui-Cel®膜技术
Liqui-Cel 脱气膜使用微孔中空纤维膜在液体中脱除气，或把气体加入液体。气体流过膜的一侧和液体的另一侧。因为膜是疏水性的，只有气体可以穿过的微孔。
施加真空或使用惰性吹扫，从而降低气体的分压, 来达到液体中的溶解气体很容易地进入中空纤维膜壁微孔中。这样气体被真空抽走。
核电厂脱气膜的应用
反应堆给水储罐
反应堆给水储罐（RMWST）通常采用储水囊或储罐浮盘来防止空气进入水箱。有些工厂使用的的氮气鼓泡工艺中来脱除水箱中的溶解氧。这些技术不能完全防止空气进入水箱，同时还会增加在水中的溶解的氮气浓度。给水系统把水送到反应堆冷却剂系统（RCS），以控制反应。初级水箱中的溶解氮和氧会增加14C和腐蚀相关不明的沉积物CRUD形成。System Diagram with Liqui-Cel®Degassing System Installed in a B膜组件有效地除去初级水箱的给水系统的溶解的氧和氮的量。水可以通过的脱气膜系统进行循环，或直接进入反应器中的给水储箱(RMWST), 或水通过单级脱气系统，然后再转换回反应堆冷却剂系统(RCS)。
硼酸回收系统
在压水反应堆（PWR）厂, 硼酸用来控制反应堆功率。在硼酸化和稀释过程，大量的稀释水存储在缓冲罐。大多数核电厂采用的硼酸蒸发器回收硼。当发电厂运行硼酸回收系统，硼酸回收冷凝器的水将泵回反应堆给水储罐(RMWST)。此冷凝水导致溶解的氧和氮的浓度略有升高, 从而导致形成含有14C 和腐蚀产物。为了缓解这个问题, Liqui-Cel 脱气膜安装用于降低装冷凝水溶解的氧气和氮气。
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