先进核电厂制硼工艺探究
AP1000 机组硼酸制备工作的问题分析

AP1000 机组硼酸制备工作的问题分析摘要:核电站为满足系统试验要求和《技术规格书》相关要求,在首次装料前存在大量的硼酸制备需求。
制硼工作由于工期长、人力需求大、物资消耗大,容易成为制约机组装料的关键路径,对机组进度的推进非常不利。
本文对硼酸制备工作进行了梳理介绍,并针对工作过程中出现的一些问题,做出相应的分析,并提出相关解决方法和建议方案,保障硼酸制备工作的顺利进行,供以后硼酸制备工作参考。
关键词:制备硼酸;问题分析Analysis on the preparation of boric acid in AP1000 unitAbstract:In order to meet the requirement of systematic experiment and <Technical Specification>,a large amount of boron is needed before the first loading. Since the producing of boron is featured with long working period,high demand of human power and great consuming of materials,it might poses a negative influence on the unit schedule progress.This paper generalizes the boric acid preparation work is introduced,and aims at some problems appeared in the course of work,makes the corresponding analysis,and put forward relevant solutions and proposals and safeguarding the smooth progress of the boric acid preparation work for later reference boric acid preparation work.Keywords:preparation of boric acid;Problem analysis1.前言硼酸作为核电厂反应堆的反应性控制材料,《技术规格书》对反应堆冷却剂系统(RCS)、乏燃料池冷却系统(SFS)、化容系统(CVS)、安全壳内置换料水箱(IRWST)和安全注射系统(ACC/CMT)都有具体的硼酸要求,为了满足装料条件,核电厂新机组都面临装料前的大量硼酸制备工作。
核电级高纯硼酸的制备工艺探讨

1制备 工艺优化
1 . 1 传统 实 验方 法
传统 实验所 用试剂 包括 工业级 硼酸 , 电子级 高纯水 以及一
获 得高纯硼酸 晶体 , 并 继续完成循环利 用过程 。
2工艺可行性分析
核能是 目前可 以进行 大规模发 展的 替代性能 源 , 随着我 国
次 和二次 转 化 助剂 ( 均为分 析 纯 ) ; 仪 器包 括磁 力搅 拌 器 、 高纯 核 电产 业 的扩大 化 , 其 对高 纯硼 酸的 需求量 与 日俱增 , 从环 境 水制 备仪 、 电子天平 、 离子体 原子发 射光 谱 、 离子 色谱和真 空干 效 益来 看 , 对 核 电级 高 纯硼 酸制备 工 艺进行 优化 , 可促 使溶 剂
3结语
综上所述 , 通过对 工业硼 酸纯化 的工艺流 程以及 该过程 中
1 I 2最佳工艺条件确定
的影 响 因素 进行分 析 , 在此对 核 电级 高纯硼酸 制备 工艺进行 优
为 确定核 电级 高纯 硼酸制 备工 艺所需 最优 工艺 条件 , 需对 化 , 重新 设计 了核 电级 高纯硼 酸制 备 的工艺 流程 , 无论 是从 环 传统 制备 工 艺进 行优 化 , 首 先 用进 行一 组正 交 实验 设计 , 一般 境 效益还 是 经济效 益 来看 , 都 具 有很 强的可 行性 , 关于 该项 技
能够为该项技 术的 产业化提供 一定 的指 导。 关键词 : 工业硼酸 ; 核 电及 级硼酸 ; 纯度 ; 可行 性
两部分 的母 液加 以循 环利 用 , 但 要想 确保产 品的纯 度 , 就 必须 对 母液循 环次数 对产 品纯度产生 的影响 进行分析 , 确定最优 母
近年 来 , 随 着 我 国高新 科技 的 不断 发展 , 对 高纯 硼酸 的需 液 循环 次数 。通过 以往 实验 对产 品 中 C a 、 P b 、 F 、 s 0 4 2 一 、 c r 的含
秦山第二核电厂硼和水补给系统制硼方案的研究与改进

液位产生 I0 的可能性增加,导致间断补硼的操作次数要增 加,同时到高报的余量也减小。
以上方案是在修改相关定值而没有增加制硼量,由于长 燃料循环的需要硼酸需求增量是增加的,这就要求制硼量有 所增加; 大修期间由于制硼的时间紧迫,有可能使 REA 系统 的硼贮存罐由于其液位不满足技术规范的要求,从而延误大 修进程,影响机组运行的经济性。
·47·
智慧图书馆应用与发展趋势分析
□刘 宁
【内容摘要】通过对智慧图书馆的功能和定位研究,智慧图书馆的发展应以人为本,在信息时代适应读者对信息的需求,提高用 户的阅读质量和阅读体验。面对智慧图书馆的不断发展,各部门应为图书馆的发展提供相应帮助,同时对设备制 定相关的接入标准,符合发展的政策支持以及对图书馆从业人员的培养。保障图书馆在实际运行中的平衡性,更 好地推动图书馆业发展。
二、制硼方案的研究及改进 基于以上存在的问题及潜在的风险,尽可能多地考虑到 了运行方面对于制硼系统的设计改进满足实际需要,结合二 厂实际,给出适用于二厂扩建机组的制硼优化方案。 ( 一) 方案说明。 第一,这种方案是在 8REA005BA 之前增加一个热水箱、 加热器及热水泵; 考虑到现场 NB685 房间的存放空间、人力 消耗、容器重量及 辅 助 吊 车 的 有 效 吊 运 标 高 等 限 制 条 件 ,将 热 水 箱 的 有 效 容 积 设 为 6m3 ,即 热 水 箱 的 有 效 容 积 为 8REA005BA 的两倍左右,这样在制硼操作时可以保证连续加 热冷水并连续提供给 8REA005BA 制硼,使得 8REA005BA 在 制硼时将加热水源的时间完全节省掉。第二,加热器的限制 条件必须满足将热水箱一半有效体积即 3m3 的水在制硼时 间的 T1 + T4( 制硼在线准备时间 + 制硼传输及恢复在线时 间) 约 45min 内温度从 0℃ ( 冬季大修极限状态) 提升到 35℃ 以上,以保证制 硼 的 连 续 进 行。 为 保 证 足 够 的 加 热 裕 量,建 议加热器的选型应该使其在 45min 内提高到 40℃ ,因为这里 忽略了热水罐的自然辐射散热及热水传输管道的散热。按照
国内外核电站放射性废水中硼回收工艺概况

农业与生态环境DOI:10.16661/ki.1672-3791.2019.04.101国内外核电站放射性废水中硼回收工艺概况①马若霞 杨彬(国家电投集团远达环保工程有限公司 重庆 401122)摘 要:在压水堆核电站中,含硼废水主要来自一回路冷却剂、乏燃料水池和反应堆补水等。
如果硼在放射性废水浓缩和最终处理之前没有从放射性物质中分离出来,最终的固体废物体积就会加大,且硼酸对水泥固化的时间有影响,将增加处置费用。
在核电站中,硼可以一次性使用,也可以循环使用。
一次性使用的硼酸溶液,在去除放射性后可以直接排放,这种方式需要考虑各地的排放限值要求;循环使用需考虑将硼酸从放射性废水中分离的技术。
该文主要总结了硼的回收技术和国内外核电站从含硼放射性废水中回收硼时选用的工艺技术和应用概况。
关键词:含硼放射性废水 核电站 回收中图分类号:TL94 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)02(a)-0101-021 概述硼在压水堆主回路中作为中子吸收剂,用于控制反应堆中的中子通量,通过调节冷却剂中的硼浓度从而补偿反应堆的反应性,保证反应堆的安全和控制发电效率;硼酸还用于确保乏燃料池的安全余量;在反应堆的补水中也是一定硼浓度的水。
因而,在压水堆核电站的放射性废水中,存在一类特殊的废水,即含硼废水。
如果硼酸在放射性废水浓缩和最终处理之前没有从放射性物质中分离出来,最终的固体废物体积就会加大,且硼酸对水泥固化的时间有影响,将会增加处置费用。
在核电站中,硼可以一次性使用,也可以循环使用。
一次性使用的硼酸溶液,在去除放射性后可以直接排放,这种方式需要考虑各地的排放限值要求;循环使用需考虑将硼酸从放射性废水中分离的技术。
该文主要总结了硼的回收技术和国内外核电站从含硼放射性废水中回收硼时选用的工艺技术和应用概况。
2 硼回收技术2.1 蒸发大多数压水堆都采用了硼酸回收系统来处理可回收的放射性废水,通常包括反应堆排水以及正常和意外泄漏的一回路水。
电解法生产元素硼的研究.

或撰写过的研究成果,也不包含为获得丕叠盘堂或其他教育机构的学位或证
书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名:姜剁霞
签字同期:刃听
年
}月药同
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解丞垄盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有篝数据库进行检
(Sir Humphry
Davy,1778_1829)在用电解的方法发现钾后不久,又用电解熔 Thenard,1777二1857)用金属钾
融的三氧化二硼的方法制得棕色的硼。同年法国化学家盖.吕萨克(Joseph-Louis
Gray-Lussac,1778一1850)和泰纳(Louis
还原无水硼酸制得单质硼。
的一个重要生产指标,分析了电流效率降低的原因,动力学分析了氯化钾一氟化
钾体系熔盐电解制备单质硼的反应机理,从而确定了此体系的电流效率的表达 式,并讨论了实验温度、电解时间、阴极电流密度和极间距对电流效率的影响, 从而得到了实验的最佳操作条件。 实验结果表明,当电解温度为760.790℃,.电流密度在O.8.1.14A/cm2范围 之间,电解时间为2.5.3h,极间距离为4cm时,得到的硼粉纯度较高,电解槽的 电流效率也较高。
electrolytic time distance of purity of
poles Was 4cm.Under this reaction condition,current efficiency
and the
boron
were high.
KEY
WORDS:
molten
salt
核电级高纯硼酸系列产品制备新技术

核电级高纯硼酸系列产品制备新技术
核电级高纯硼酸是核电站中用于加快中子反应、控制反应堆中子
的流动方向和吸收过剩中子的一种重要材料。
目前,制备核电级高纯
硼酸的技术主要采用湿法化学合成或熔融法制备,但这些传统方法存
在着生产效率低、产品质量不易控制等缺点。
因此,研究基于固相反
应制备核电级高纯硼酸的新技术成为了当前研究重点。
本技术利用氧气化合物法制备核电级高纯硼酸,首先将硼矿精矿
和一定量的NaOH混合,加入氧气进行预氧化,再通过炭加热反应,得
到粗品硼酸。
随后,将粗品硼酸用饱和NaCl溶液过滤并洗涤,去除其
中的杂质,并通过稀硫酸的沉淀与洗涤步骤得到高纯度的核电级硼酸。
该技术生产效率高,产品质量稳定,具有广阔的应用前景。
核电厂硼表测试与标定技术试验研究

试有益 的技术 , 温度系数的测量及将其用在硼 浓度计算时作修正 系数 , 提高了硼表 的测量精
Ex e i e t lS u y o ce r Po r Bo o ee p rm n a t d fNu la we r n M tr Te ta d Cai r to c n l g s n l a i n Te h o o y b
2 2 硼表甄 别 阈确 定 .
l 黼舢 帅姗 m∞ m肿 肿肿 肿 | 0
为使硼表测量数据真实可靠 , 需尽量剔除 本底噪声信号, 置合理 的甄别 阈是剔 除本底 设 噪声 的有 效方 法 。 将探测器工作高压调 节到工作值后稳定 5 分钟 , 从低到高逐步改变甄别 阈值 , 待计数率稳
第3 2卷
21 0 2年
第 6期
6月
核 电子学 与探 测技 术
Nu l a l cr n c ce r E e t i s& D t cin T c n l g o e e t e h oo y o
V0 . 2 N . 13 o 6
J n. 2 1 ue 02
核 电厂 硼 表 测 试 与 标 定 技 术 试 验 研 究
= =
叠 i翳 爱
(' ) 1T。 . ℃
图 4 浓度为 19 8m / 1 g L的温 度系数曲线 表 5 195P m 浓度 1 8h稳定性数据 测量表 8 P 6
时间
P ms1 ( /)
第 l天
19 5 5 7 .
第 2天
19 8 4 8 .
硼表从核电厂 的核取样 系统 ( E R N系统 ) 的下泄流 管道实时取 出测 量样 品进行 在线监 测 。 中子源发 出的 中子 大部 分 经过 硼溶 液 中水
熔盐电解法制取硼粉的试验与研究

熔盐电解法制取硼粉的试验与研究研究报告:熔盐电解法制取硼粉的试验与研究1. 引言•研究背景:熔盐电解法是一种常用的制备硼粉的方法。
•目的:通过试验与研究,探索熔盐电解法制取硼粉的工艺参数、产率和纯度等影响因素。
2. 实验设计•材料准备:收集所需的熔盐、电极和其他实验材料。
•实验装置:设计和搭建熔盐电解实验装置。
•实验步骤:1.准备熔盐电解池。
2.加入适量的熔盐和溶剂。
3.调整温度和电解电压。
4.进行电解反应。
5.收集、干燥和称量产物。
3. 结果与讨论•实验结果展示:根据实验记录,展示不同工艺参数下制得的硼粉的产率和纯度。
•结果分析:比较不同工艺条件下的差异,并探讨影响产率和纯度的因素。
•讨论:讨论实验结果与已知理论的吻合度,找出实验中可能存在的误差来源并提出改进意见。
4. 结论•根据实验结果和讨论,得出结论:熔盐电解法可以用于制取硼粉,并且工艺参数对产率和纯度有明显影响。
•进一步研究建议:探索更优化的工艺条件、提高硼粉产率和纯度的方法。
5. 参考文献•列举相关的参考文献,以供研究者进一步深入学习和参考。
注意:上述内容均为示例,具体内容需根据实际情况和研究实验来撰写。
1. 引言•研究背景:硼粉是一种重要的功能材料,广泛应用于航空航天、电子工业和冶金等领域。
熔盐电解法是一种常用的制备硼粉的方法,具有高产率和高纯度等优点。
•目的:通过试验与研究,探索熔盐电解法制取硼粉的工艺参数、产率和纯度等影响因素,为工业生产提供可靠的理论和实验依据。
2. 实验设计•材料准备•选取适合的熔盐,如氯化钠和硼酸钠等。
•准备电解池和电极材料。
•其他实验所需的试剂和设备。
•实验步骤1.搭建熔盐电解装置。
2.准备电解池,加入适量的熔盐和溶剂。
3.调整温度和电解电压,控制工艺参数。
4.进行熔盐电解反应。
5.收集、干燥和称量产物。
3. 结果与讨论•实验结果展示•将不同工艺参数下制备的硼粉的产量和纯度进行记录和统计。
•利用适当的图表和数据,展示实验结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
先进核电厂制硼工艺探究
发表时间:2018-01-30T17:37:45.763Z 来源:《电力设备》2017年第28期作者:杨长振
[导读] 摘要:硼酸作为一种重要的无机化工原料,在各个行业都有广泛的应用。
(山东核电有限公司山东烟台 265100)
摘要:硼酸作为一种重要的无机化工原料,在各个行业都有广泛的应用。
虽然我国的硼矿资源丰富,但是硼矿品位以及制硼工艺技术的影响,使得我国的工业硼酸的纯度、结晶性能以及颗粒大小等都无法满足核电厂的要求。
所以,从创造经济价值的角度以及国家产业链发现的角度来看,对先进核电厂制硼工艺的研究都有着重要的意义。
本文主要阐述核电厂制硼工艺的目的和作用,对制硼工艺中常见的问题进行分析,最后总结国内外核电厂相关工艺,并进行比较提出一些建议。
关键词:核电厂;制硼工艺;结晶;纯度
近些年,随着我国高新技术的快速发展,核电厂对制硼工艺的要求也越来越高,特别是对高纯度硼酸的需求在不断的增加。
硼酸主要用于核电厂的水冷反应堆的中子屏蔽,对硼酸纯度的要求要达到99.99%以上,而我国制硼工艺受很多因素限制,硼酸纯度还无法达到这一纯度的要求。
因此,探究先进核工厂的制硼工艺,对我国高纯度制硼工艺技术的提升有着很重要的作用。
一、核电厂制硼的目的和作用
硼酸具有大中子吸收截面的物理特质,在核电厂的核反应堆中,主要起到了调整作用,在其中加入当量的硼酸可以有效对核反应堆的反应性进行放缓。
这主要是由于硼具有两种相对稳定的同位素,对中子的吸收具有强烈的独特性。
硼元素的同位素对热中子的吸收截面通常是自然丰度硼的五倍多,是石墨的二十多倍,同时也是传统防护材料混凝土的五百多被。
硼的同位素可作为十分有效的热中子吸收剂,对核电厂的安全以及控制系统有着不小的作用。
特殊级的硼酸用于核电厂中,对核反应终止有一定效果,通过吸收中子以及速凝水泥的封堵,可有效阻止核污染。
此外,核电厂运用硼酸的另一个作用就是在高温下进行玻化,可稳定放射性元素向四周分散。
二、制硼工艺中常见的问题
我国核电厂传统制硼工艺流程主要是将硼酸溶于高纯水中,加温九十度以内,要高于三十度,过滤后加入以此转化助剂,反应温度保持在三十五至九十度之间,得到PH值在5.5至10.5之间的溶液,恒温过滤后冷却结晶,离心分离晶体得到中间产物晶体,并将其溶于高纯水中,加温100度以内;过滤加入二次转化助剂,搅拌四十分钟,得到PH1.0至5.0之间溶液,冷却结晶,离心分离晶体且循环使用母液,最终得到高纯度硼酸。
(一)酸化冷却结晶法对制硼工艺的影响
制硼工艺中若使用酸化冷却结晶法制硼,往往会使工艺设备严重腐蚀、结晶冷却速度慢、生产的周期比较长以及能量的消耗也比较大,在实际的应用上存在很大的困难。
针对于此,我国研发出酸化直接结晶法,就是通过酸化转变为含硼卤水,将含硼卤水转变为硼酸,通过硼酸在氯化镁饱和溶液以及水中溶解度的不同得到硼酸。
(二)脱色剂对硼酸纯度的影响
由于我国硼酸矿品位以及生产技术的影响,制得硼酸往往含有较多的铁以及其他有机杂质。
而我国制备硼酸使用的是酯化—水解法,在制备高纯度硼酸时进行脱色剂预处理。
由于脱色剂本身就带有一定的杂质钙和铅,经反复几回之后后集中在硼酸的母液中,造成溶液中的钙和铅浓度增加,从而在晶体洗出时附在晶体上,硼酸的纯度降低。
在处理这一问题时,可以对硼酸提纯时母液循环再利用这一方面考虑,可在一次转化前,对硼酸进行预处理,且不需要加入脱色剂,也就是恒温过滤处理的方法。
(三)痕量杂质对硼酸纯度的影响
纯度代表的是一个等级,不是指物质纯不纯,而是指其对某一特定用途来说是否达到了它的纯度要求。
制硼工艺中,硼酸中往往会存在一些灰尘、石蜡、木屑等,有些国产硼酸中依据含有一些化学元素,纯度只能达到90%至99%之间,无法满足核工业使用硼酸的需求。
对于这些杂质的去除可选用的方法有很多种,比如溶剂萃取法、蒸馏及精馏、络合法、水解法等提纯方法。
三、国内外核电厂制硼工艺比较
硼酸的制备工艺主要包括两部分,一是对硼矿制取硼砂进行制备硼酸,二是通过含有硼卤水或者盐湖等溶液中的硼进行分离所得的硼酸。
(一)硼矿物生产硼酸
1.国内外核电厂对硼矿物的主要制硼方法
国内的硼矿品位比较低,且较为复杂,这给硼矿的分离与生产带来很大难题。
而我国独立开发的碱法加工硼镁矿来获得硼砂的工艺,主要经过了常压碱解法、加压碱解法以及碳碱法这三个过程。
而国外一些国家的硼矿资源也有很大区别,制硼工艺也存在一定的差异。
美国的硼矿为斜方硼砂、俄罗斯为纤维硼镁石矿物品质比较高、含量丰富,其主要使用的是硫酸法制硼工艺。
日本由于硼矿少,使用的是亚硫酸盐或者是硫酸盐溶解硼矿得到硼酸,避免了硫酸法对机器设备的侵蚀腐化。
2.制硼工艺的改进
目前以硼矿为原料的制硼工艺主要是硼砂硫酸法。
它是将硼矿物加热至七百度以上,经过脱水、粉碎、细化,然后进行加压碱解法得到硼砂,然后与硫酸反应得到硼酸。
美国对硫酸法制取硼酸之外,还研究出用硼酸钠以二氧化碳作为转化剂制取硼酸的工艺,也有蒸汽蒸馏法将酸解过滤液中的硼酸蒸馏出来。
与国外相比,我国的硼酸制备工艺经过几十年的完善和改进,主要使用的制备工艺有硫酸法、碳氨法、多硼酸钠法以及二分法等。
其中硫酸法为例,主要是将硫酸将硼镁石进行分解制得硼酸,经过滤放入酸解罐中,加温九十度放入适量硫酸,PH值在2.0至3.0之间,反应所得溶液经冷却结晶、分离、干燥等步骤,最终得到硼酸。
其优点在于硼镁石不用经过焙烧,可用硫酸直接分解,工艺比较成熟且流程简易。
(二)卤水或盐湖提硼制取硼酸
1.国内外对卤水或盐湖制取硼酸的工艺
美国从卤水中提取硼酸盐,使用的是蒸发浓缩、分步结晶法进行生产硼矿,然后使用多羟基有机化合物作为萃取剂,食用醋取法提取硼酸。
还有一些国家使用酸法工艺,从盐田硫酸盐混合盐将的母液进行隔离来得到硼酸。
我国使用的是冷冻分离结晶法制取硼酸。
我国使
用的是泡沫浮选法从砂晶盐中获取粗硼酸,通过重结晶后得到硼酸。
2.制硼工艺改进
经过多年的制硼工艺经验,对其进行不断地改进和完善,目前核电厂对卤水或盐湖制取硼酸的方法主要有:酸化冷却结晶法、酸化直接结晶法、萃取法、离子交换法(吸附法)等。
无论是在制备技术上,还是在工艺流程上都得到很大的改进。
总结
核电厂制硼工艺,经过几十年的研究与发展,得到了很大的改进。
由于硼矿物的不同,所使用的制硼工艺也存在很大不同。
在了解硼酸对核电厂的重要作用,对我国硼酸制备工艺技术的要求不断提升,核电厂应依据国内外先进的技术,制备纯度更高的硼酸,使其适用于核电厂的使用需求。
参考文献:
[1]霍松岷.核电级高纯硼酸的制备工艺探讨[J].化工管理,2015,(17):201.
[2]龚殿婷,李凤华,樊占国,姜涛.高纯硼酸的制备及其影响因素[J].中南大学学报(自然科学版),2010,41(05):1756-1760.
[3]王海波,梁立娜,牟世芬,蔡亚岐.阀切换-离子色谱法测定高纯硼酸中的痕量阴离子[J].分析试验室,2009,28(07):13-16.
[4]潘欣艾,叶俊伟,王浩宇,贡卫涛,林源,宁桂玲.络合结晶法制备高纯硼酸的研究[J].无机盐工业,2011,43(10):18-21.。