專利名稱:一種向壓水反應(yīng)堆中的水冷卻劑中添加有機(jī)化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及將有機(jī)化合物添加到壓水反應(yīng)堆中的水冷卻劑中的方法，更具 體地，涉及將有機(jī)化合物添加到通過壓水反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中的方法。
發(fā)明背景
污垢是在裝置操作過程中，當(dāng)初級回路例如反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS)中的結(jié)構(gòu)材 料暴露于水冷卻劑如反應(yīng)堆冷卻劑時形成的腐蝕產(chǎn)物的結(jié)果。這些腐蝕產(chǎn)物隨后被釋放到 冷卻劑中并能沉積在反應(yīng)堆堆芯的燃料上。隨著堆芯污垢沉積物厚度的增加，與干凈表面 的傳熱相比，傳熱減小。傳熱表面的溫度升高，增加了覆層腐蝕。使燃料覆層腐蝕最小化對 于確保覆層能夠在裝置的整個操作期間保持完整性是重要的。它也是燃料棒和反應(yīng)堆堆芯 設(shè)計(jì)中重要的考慮因素。歷史上，在耐腐蝕材料的選擇、化學(xué)控制添加劑的開發(fā)和裝置操作 實(shí)踐方面做出了大量的努力，以使反應(yīng)堆堆芯中的污垢形成和污垢沉積最小化。
當(dāng)以硼酸的形式存在的硼在堆芯污垢沉積物中積累至足以抑制局部中子通量的 高濃度時，會發(fā)生污垢引起的功率變化(CIPS)，其中硼酸是反應(yīng)堆冷卻劑添加劑，用來控制 商業(yè)核動力裝置例如壓水反應(yīng)堆(PWR)中的反應(yīng)性。這導(dǎo)致了由硼沉積物引起的軸向功率 分布變化。在不同的商業(yè)PWR的能量運(yùn)行中，CIPS的出現(xiàn)被歸結(jié)為PWR堆芯的上部延伸體 (spans)中的足夠厚的局部腐蝕產(chǎn)物沉積物，其位置與最高的反應(yīng)蒸發(fā)速率預(yù)計(jì)發(fā)生的位 置一致。局部厚污垢沉積物還會減少傳熱并提高燃料覆層溫度，這會導(dǎo)致污垢引起的局部 腐蝕(CILC)并可能導(dǎo)致燃料失效。
向PWR的反應(yīng)堆冷卻劑中注入可溶性鋅添加劑已經(jīng)用于減小輻射區(qū)域、一般的腐 蝕控制和緩解初級水應(yīng)力腐蝕開裂(PWSCC)的目的。在PWR系統(tǒng)中，水用作反應(yīng)堆冷卻齊IJ。 水通過泵循環(huán)穿過初級回路，即RCS，其包括容納產(chǎn)生熱量的反應(yīng)堆堆芯的壓力容器和多個 流體回路。初級回路的水通常含有用來控制反應(yīng)性的硼酸、用來提供還原條件的氫和用來 將PH值保持在目標(biāo)控制范圍的添加劑。當(dāng)在PWR中采用“鋅添加劑”時，醋酸鋅是加入到反 應(yīng)堆冷卻劑中的優(yōu)選添加劑。使用醋酸鋅是可取的，因?yàn)榇姿岣庪x子允許鋅以可溶的形 式提供，并且該陰離子及其分解產(chǎn)物最少或者沒有表現(xiàn)出對RCS中結(jié)構(gòu)材料的不利影響。 以可溶的醋酸鋅的形式加入鋅已經(jīng)在很多商業(yè)PWR電廠使用。
作為向PWR的反應(yīng)堆冷卻劑中添加醋酸鋅的結(jié)果，已經(jīng)在堆芯外關(guān)停輻射場 (ex-core shutdown fields)和堆芯污垢沉積物的不同特征中觀察到了一些想要的變化。 然而，加入醋酸鋅可能導(dǎo)致一些不同的操作和/或設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。希望找到一種能夠添加到水 冷卻劑中產(chǎn)生元素碳的反應(yīng)堆冷卻劑添加劑。此外，還希望找到可以調(diào)節(jié)堆芯污垢沉積物 的反應(yīng)堆冷卻劑添加劑。而且，希望找到一種能夠使污垢沉積物的沉積和形態(tài)產(chǎn)生有益變 化卻沒有已知添加劑的潛在挑戰(zhàn)的反應(yīng)堆冷卻劑添加劑。這種添加劑將希望用于在全世界 范圍內(nèi)使用水反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)的各種發(fā)電廠。
因此，進(jìn)一步希望開發(fā)用于調(diào)節(jié)堆芯污垢沉積物的方法，該方法導(dǎo)致堆芯污垢沉積物具有以下特征的至少一個(i)形態(tài)發(fā)生變化，例如污垢是顆粒更細(xì)的和/或不那么良 好結(jié)晶的，(ii)沉積形式發(fā)生變化，例如污垢更薄和/或分布更均勻，(iii)停留時間降低， 例如污垢在堆芯上的停留時間更短，和(iv)組成發(fā)生變化，例如污垢具有更高的碳含量。 此外，希望開發(fā)能夠抑制CIPS和/或CILC和/或一般的覆層腐蝕和/或水反應(yīng)堆中燃料 失效的方法。
發(fā)明概述
在本發(fā)明的一方面，提供了一種用于具有初級回路和反應(yīng)堆堆芯的壓水反應(yīng)堆的 方法。該方法包括向通過所述壓水反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中添加足量的用來產(chǎn)生元 素碳的有機(jī)化合物，所述有機(jī)化合物包括碳元素和氫元素。
所述有機(jī)化合物還可包括選自氧、氮的元素，以及它們的混合物。
元素碳的當(dāng)量添加速率可保持在約lmg/小時至約10g/小時范圍內(nèi)。
所述水反應(yīng)堆可以是核反應(yīng)堆。水冷卻劑可以在核反應(yīng)堆的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng) 內(nèi)。
所述有機(jī)化合物可選自有機(jī)酸、醇、胺、醛、酮和它們的混合物。所述有機(jī)化合物可 選自醋酸、甲醇、乙醇、乙胺、乙醇胺和它們的混合物。所述有機(jī)化合物能充分可溶。
所述方法可進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其包含占該沉積物約 15wt% 約20wt%的元素碳。
反應(yīng)堆堆芯內(nèi)來自伽馬射線和中子的輻射水平至多可為約4000Mrad/小時。反應(yīng) 堆堆芯中的氫濃度可以大于Occ/kg或?yàn)榧s25 約50cc/kg。
所述有機(jī)化合物可以連續(xù)加入或分批加入。
所述有機(jī)化合物可為高純度形式。
所述方法可進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其中，作為添加所 述有機(jī)化合物的結(jié)果，產(chǎn)生了元素碳，該元素碳的量有效地改變了反應(yīng)堆堆芯中的污垢沉 積物的形態(tài)、沉積形式、停留時間和碳含量的至少一種。
所述方法可進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其中，作為添加所 述有機(jī)化合物的結(jié)果，產(chǎn)生了元素碳，該元素碳的量有效地抑制了以下現(xiàn)象的至少一種污 垢引起的功率變化、污垢引起的局部腐蝕、反應(yīng)堆堆芯中的覆層腐蝕和燃料失效。
在本發(fā)明的另一個方面，提供了用于具有初級回路的核反應(yīng)堆的方法。該方法包 括向通過所述核反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中添加足量的用來生產(chǎn)元素碳的有機(jī)化合 物，所述有機(jī)化合物包括碳元素和氫元素。
所述有機(jī)化合物還可包括選自氧、氮的元素，以及它們的混合物。
元素碳的當(dāng)量添加速率可保持在約lmg/小時至約10g/小時范圍內(nèi)。
所述核反應(yīng)堆可以是壓水反應(yīng)堆。
在本發(fā)明的又一方面，提供了具有反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的核反應(yīng)堆，其中所述反應(yīng) 堆冷卻劑系統(tǒng)含有從其中循環(huán)穿過的反應(yīng)堆冷卻劑。所述反應(yīng)堆冷卻劑包含有機(jī)添加劑， 所述有機(jī)添加劑包括碳元素和氫元素，并且所述有機(jī)添加劑以足以產(chǎn)生元素碳的量存在于 所述反應(yīng)堆冷卻劑中。
所述有機(jī)化合物還可包括選自氧、氮的元素，以及它們的混合物。
發(fā)明詳述[0028]如在本文和權(quán)利要求
中所使用的，CIPS是指作為硼在燃料經(jīng)受過冷卻的泡核沸騰 的區(qū)域中濃縮/沉積在腐蝕產(chǎn)物沉積物內(nèi)的結(jié)果，堆芯軸功率的變化，其大于或等于預(yù)計(jì) 的堆芯軸功率的百分之三(3%)。積累在反應(yīng)堆堆芯中厚的腐蝕產(chǎn)物沉積物中的硼，會導(dǎo) 致中子通量的局部抑制，這會軸向改變功率。這使反應(yīng)堆操作者的控制變得復(fù)雜，并且在 CIPS嚴(yán)重的情況下，可能限制工廠不到100%的額定輸出功率。隨著堆芯污垢沉積物厚度 的增加，傳熱表面的溫度會升高，增加了通常的覆層腐蝕。局部厚污垢沉積物能夠?qū)е翪ILC 和可能的燃料失效。
本發(fā)明的方法涉及將有機(jī)化合物添加到壓水反應(yīng)堆的水冷卻劑中。水冷卻劑通過 壓水反應(yīng)堆的初級回路。該方法可以用來改變在水冷卻劑中循環(huán)和/或在反應(yīng)堆堆芯中形 成膜或沉積物的腐蝕產(chǎn)物(即污垢)。此外，向水冷卻劑中添加所述有機(jī)化合物導(dǎo)致元素碳 的產(chǎn)生(例如在反應(yīng)堆堆芯、初級冷卻劑和/或其中的腐蝕產(chǎn)物中)。盡管不希望受任何特 定理論的約束，據(jù)信元素碳是通過當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)時反應(yīng)堆堆芯中的高輻射水平和反應(yīng)堆冷 卻劑中溶解的氫濃度的合并作用而由所述添加劑產(chǎn)生的。在一個實(shí)施方案中，堆芯中的輻 射水平和反應(yīng)堆冷卻劑中溶解的氫濃度各自保持在PWR運(yùn)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。在另一 個實(shí)施方案中，在運(yùn)行中的反應(yīng)堆堆芯中，來自伽馬射線和中子的輻射水平能夠至多達(dá)約 4000Mrad/小時。在其他實(shí)施方案中，反應(yīng)堆堆芯中溶解的氫濃度能夠大于Occ/kg，或?yàn)榧s 25 約 50cc/kg。
進(jìn)一步認(rèn)為堆芯內(nèi)輻射場輻射分解了有機(jī)分子，和由氫產(chǎn)生的還原條件，表觀為 名義上的PWR化學(xué)控制規(guī)范，導(dǎo)致由有機(jī)結(jié)合的碳產(chǎn)生的自由基物種的一部分作為元素碳 而沉積。向反應(yīng)堆冷卻劑中加入醋酸鋅能夠降低堆芯外輻射場，減緩在合金600中PWSCC 的產(chǎn)生和蔓延，并產(chǎn)生具有更短的堆芯停留時間和更高的碳含量的更薄的、晶粒更細(xì)的、更 均勻分布的堆芯污垢沉積物。在本發(fā)明中，向反應(yīng)堆冷卻劑中加入有機(jī)添加劑，例如以足以 產(chǎn)生元素碳的量加入，能夠改變堆芯污垢沉積物的形態(tài)和沉積物形式，以產(chǎn)生具有更短的 堆芯停留時間和更高的碳含量的更薄的、晶粒更細(xì)的、結(jié)晶不那么好的、分布更均勻的堆芯 污垢沉積物，同時還對堆芯外氧化物膜的影響最小化或者沒有影響，還不用添加鋅。
根據(jù)本發(fā)明，向壓水反應(yīng)堆的水冷卻劑例如反應(yīng)堆冷卻劑中添加有機(jī)化合物。適 合的有機(jī)化合物包括本領(lǐng)域已知的那些有機(jī)化合物，其至少由碳和氫組成。在一個實(shí)施方 案中，所述有機(jī)化合物也可包括氮、氧和它們的混合物。因此，在備選的實(shí)施方案中，用于本 發(fā)明中的有機(jī)化合物可包括至少含有碳和氫、或者至少含有碳、氫和氧、或者至少含有碳、 氫和氮、或者至少含有碳、氫、氧和氮的那些。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，添加劑與水冷卻劑是易 混溶的或充分溶解在水冷卻劑中。然而，可使用甚至不可混溶的或僅微溶的有機(jī)添加劑，其 中添加速率的較差的控制是可以接受的。本發(fā)明中應(yīng)用的適合的有機(jī)化合物的非限制性例 子包括有機(jī)酸，例如但不限于醋酸；醇，例如但不限于甲醇和乙醇；醛；胺；酮和它們的混合 物。其它的非限制性例子可以包括可溶的或微溶的有機(jī)化合物，其至少含有碳和氫和任選 的氧，例如但不限于醋酸乙酯，和/或含有任選的氮，包括有機(jī)胺，例如但不限于乙胺和乙 醇胺。在一個實(shí)施方案中，使用高純度形式的有機(jī)化合物是符合將PWR的反應(yīng)堆冷卻劑的 任何添加劑中的雜質(zhì)限制到合理實(shí)現(xiàn)的低水平(ALARA)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)實(shí)踐的。
可以使用很多常規(guī)的已知方法將所述有機(jī)化合物添加到水冷卻劑中，例如但不限 于注入。能夠例如分批或連續(xù)地進(jìn)行加入。在一個非限制性實(shí)施方案中，將有機(jī)化合物連續(xù)注入到反應(yīng)堆冷卻劑中。此外，在一個非限制性實(shí)施方案中，注入能夠在動力運(yùn)行期間進(jìn) 行。有機(jī)化合物以足以產(chǎn)生元素碳的速率注入到反應(yīng)堆冷卻劑中。在一個實(shí)施方案中，有 機(jī)化合物的注入速率足以產(chǎn)生元素碳，該元素碳的量有效地改變堆芯污垢沉積物的形態(tài)和 沉積形式，如本文以上所述。在一個實(shí)施方案中，有機(jī)化合物以足以提供保持在約lmg/小 時 約10g/小時范圍內(nèi)的元素碳當(dāng)量加入速率的速率注入到反應(yīng)堆冷卻劑中。以該特定 范圍內(nèi)的速率注入所述有機(jī)化合物能夠足以在反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，該腐蝕 產(chǎn)物沉積物含有占該沉積物約15wt% 約20wt%的元素碳。
在不想被任何特定理論所約束的情況下，認(rèn)為在反應(yīng)堆堆芯覆層上和在發(fā)展中的 堆芯污垢沉積物上沉積元素碳有利地影響了堆芯污垢沉積物的形態(tài)和沉積形式，例如減小 了發(fā)生CIPS/CILC的風(fēng)險(xiǎn)，和/或減少了一般的燃料覆層腐蝕和燃料失效。進(jìn)一步認(rèn)為，有 機(jī)添加劑的存在用來調(diào)節(jié)和控制堆芯污垢的保留和釋放以使CIPS/CILC的可能性最小化 并減少一般的燃料覆層腐蝕和燃料失效。例如，在動力運(yùn)行期間，以有效地產(chǎn)生有效量的元 素碳的速率或以有效的速率或以預(yù)定特定范圍內(nèi)的速率將有機(jī)化合物注入到反應(yīng)堆冷卻 劑中，能夠產(chǎn)生具有至少一種所需的特征的堆芯腐蝕產(chǎn)物沉積物，所述特征例如但不限于 (i)形態(tài)發(fā)生變化，例如污垢是顆粒更細(xì)的和/或不那么良好結(jié)晶的，(ii)沉積形式發(fā)生變 化，例如污垢更薄和/或分布更均勻，(iii)停留時間縮短，例如污垢在堆芯上的停留時間 更短，和(iv)組成發(fā)生變化，例如污垢具有更高的碳含量。這些變化是與在名義上的PWR 反應(yīng)堆冷卻劑化學(xué)運(yùn)行條件下產(chǎn)生的堆芯腐蝕產(chǎn)物沉積物相比校的。
醋酸鋅添加劑評價(jià)
醋酸鋅添加劑已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于PWR中以降低堆芯外輻射場并向RCS壓力 邊界結(jié)構(gòu)和RCS內(nèi)的結(jié)構(gòu)部件中所使用的奧氏體不銹鋼和鎳基合金提供PWSCC保護(hù)，如 在以下文獻(xiàn)中所討論的Pressurized Water ReactorPrimary Water Zinc Application Guidelines, EPRI, PaloAlto, CA :2006. 1013420。在A工廠在第10循環(huán)過程中首先使用鋅 添加劑之后，在更換燃料停堆過程中的堆芯目視檢查表明，在燃料部件的整個高度上具有 外觀均勻的黑色沉積物，如在以下文獻(xiàn)中所描述的Evaluation of Zinc Additionto the Primary Coolant of PWRs. EPRI,Palo Alto，CA :0ctoberl996. TR-106358，卷 1。對通過敲 擊從這些燃料部件上取下污垢樣品進(jìn)行測量后表明，即使在預(yù)計(jì)最大過冷卻的泡核沸騰和 通常觀察到最大污垢厚度處的最熱延伸體中，與該工廠之前運(yùn)行的循環(huán)相比，污垢沉積物 極薄(小于0.5i!m)。該污垢的視覺外觀被描述為不同尋常的。
該A工廠循第10循環(huán)燃料沉積物也被描述為與形成在沒有使用醋酸鋅添加劑的 堆芯上的燃料污垢沉積物不同。要指出的是，這種烏黑狀的沉積物容易通過取樣工具除去， 并不象沒有使用醋酸鋅添加劑的堆芯上的污垢那樣頑固。這種污垢的停留時間計(jì)算表明， 這些沉積物停留在堆芯的時間是該工廠以前沒有添加醋酸鋅時的操作循環(huán)中污垢停留時 間的約一半長。
已進(jìn)行了如文獻(xiàn) Evaluation of Fuel Clad Corrosion ProductDeposits and Circulating Corrosion Deposits in PWRs, EPRI, PaloAlto, CA, and ffestinghouse Electric Company, Pittsburgh, PA :2004,1009951中所描述的研究，其中從9個運(yùn)行中的 商業(yè)PWR中移出堆芯污垢沉積物并進(jìn)行分析和比校。九個PWR中的一個，B工廠的第11循 環(huán)，在向RCS中加入醋酸鋅的情況下運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)這個工廠的堆芯污垢沉積物含有碳并且與
7沒有添加醋酸鋅的工廠的堆芯污垢相比更薄、結(jié)晶更差并更易移動。B工廠在第11循環(huán)之 后的堆芯污垢沉積物的形態(tài)被進(jìn)一步描述為在尺寸上為亞微米并且沒有顯示明顯的晶面。 這一觀察結(jié)果與沒有添加醋酸鋅的工廠的堆芯污垢沉積物的形態(tài)形成鮮明對比。沒有添加 醋酸鋅的工廠的堆芯污垢的形態(tài)被描述為由結(jié)晶良好的微米尺寸的顆粒構(gòu)成。
如同文獻(xiàn) Evaluation of Fuel Cladding Corrosion and CorrosionProduct Deposits from Callaway Cycle 13 :Results of PoolsideExaminations Following One Cycle of Zinc Addition. EPRI，Palo AltoCA -.2005. 1011088 里描述的，對在向 RCS 中添加 醋酸鋅的最初運(yùn)行循環(huán)即C工廠的第13循環(huán)后的堆芯污垢也進(jìn)行了檢查。對后醋酸鋅添 加堆芯污垢沉積物與相同工廠的前醋酸鋅堆芯沉積物進(jìn)行了比較，并描述為在化學(xué)組成和 沉積物形態(tài)上不同，更薄，在堆芯上分布更廣，活性更低和在關(guān)停時更容易釋放。
在C工廠進(jìn)行的添加醋酸鋅的第二循環(huán)的下述結(jié)果在文獻(xiàn)Evaluation of Fuel Cladding Corrosion and Corrosion Product Depositsfrom Callaway Cycle 14 Results of Poolside Measurements Following TwoCycles of Zinc Addition. EPRI,Palo Alto, CA, 2006. 1013425中進(jìn)行了描述。在第14循環(huán)后的堆芯污垢檢查中，要指出的是，碳 是堆芯污垢沉積物的基礎(chǔ)組分。第13循環(huán)過程中向活性較差的(即更低的比活性和更低 的停留時間)污垢的轉(zhuǎn)變在第14循環(huán)中繼續(xù)。
除檢查燃料污垢沉積物外，在進(jìn)行添加醋酸鋅之前和之后，也對一些工廠的覆層 腐蝕進(jìn)行了測量。與沒有加入醋酸鋅進(jìn)行操作的工廠相比，加入醋酸鋅進(jìn)行操作的工廠具 有更低的平均氧化物厚度測量值。實(shí)際測量值可以與基于腐蝕模型預(yù)計(jì)的氧化物厚度進(jìn)行 比較。D工廠經(jīng)受的腐蝕與加入醋酸鋅之前的預(yù)測相一致，然而暴露于醋酸鋅的燃料棒經(jīng)受 比預(yù)測更少的腐蝕。
因此，對添加醋酸鋅的PWR電廠的燃料進(jìn)行的檢查表明，污垢產(chǎn)生了一些有益的 變化，例如但不僅限于堆芯污垢沉積物更薄，堆芯污垢沉積物的停留時間更短，堆芯污垢 沉積物的碳含量更高，和堆芯污垢沉積物的顆粒更細(xì)且結(jié)晶不那么良好。
按照本發(fā)明，可以通過向壓水反應(yīng)堆的水冷卻劑中添加有機(jī)化合物以得到污垢的 有益變化，所述有機(jī)化合物至少由碳和氫組成，但任選地也包括氧、氮和它們的混合物。在 一個實(shí)施方案中，所述壓水反應(yīng)堆是核反應(yīng)堆。在另一個實(shí)施方案中，所述核反應(yīng)堆包括 循環(huán)流過反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS)的反應(yīng)堆冷卻劑。添加有機(jī)化合物添加劑能夠調(diào)節(jié)堆 芯污垢沉積物。此外，所述有機(jī)添加劑能夠在污垢沉積物的沉積和形態(tài)方面產(chǎn)生有益的變 化。得到的堆芯污垢沉積物能夠具有以下特征中的至少一種(i)形態(tài)發(fā)生變化，例如污垢 是顆粒更細(xì)的和/或不那么良好結(jié)晶的，(ii)沉積形式發(fā)生變化，例如污垢更薄和/或分布 更均勻，(iii)停留時間縮短，例如污垢在堆芯上的停留時間更短，和(iv)組成發(fā)生變化， 例如污垢具有更高的碳含量。認(rèn)為堆芯污垢中的這些有益變化有效地抑制了 CIPS和/或 CILC和/或一般的燃料覆層腐蝕和/或燃料失效。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根 據(jù)本公開內(nèi)容的整體教導(dǎo)，可以開發(fā)出對那些細(xì)節(jié)的許多改變和替換。因此，所公開的具體 配置僅意味著是說明性的而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍以所附的權(quán)利要求
及其 任何和所有等價(jià)物的最大范圍給出。
權(quán)利要求
一種用于帶有初級回路和反應(yīng)堆堆芯的壓水反應(yīng)堆的方法，包括向通過所述壓水反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中添加足量的用來產(chǎn)生元素碳的有機(jī)化合物，所述有機(jī)化合物包括碳元素和氫元素。
2.權(quán)利要求
1的方法，其中所述有機(jī)化合物還包含選自氧、氮的元素和它們的混合物。
3.權(quán)利要求
1的方法，其中元素碳當(dāng)量添加速率保持在約lmg/小時至約10g/小時范 圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求
1的方法，其中所述水冷卻劑在核反應(yīng)堆的反應(yīng)堆冷劑系統(tǒng)內(nèi)。
5.權(quán)利要求
1的方法，其中所述有機(jī)化合物選自有機(jī)酸、醇、胺、醛、酮和它們的混合物。
6.權(quán)利要求
1的方法，其中所述有機(jī)化合物選自醋酸、甲醇、乙醇、乙胺、乙醇胺和它們 的混合物。
7.權(quán)利要求
1的方法，其中所述有機(jī)化合物充分可溶。
8.權(quán)利要求
1的方法，進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其包含占該沉 積物約15wt% 約20wt%的元素碳。
9.權(quán)利要求
1的方法，其中反應(yīng)堆堆芯內(nèi)來自伽馬射線和中子的輻射水平至多約 4000Mrad/ 小時。
10.權(quán)利要求
1的方法，進(jìn)一步包括維持反應(yīng)堆堆芯中的氫濃度大于Occ/kg。
11.權(quán)利要求
1的方法，進(jìn)一步包括將反應(yīng)堆堆芯中的氫濃度維持在約25 約50cc/kg。
12.權(quán)利要求
1的方法，其中連續(xù)地加入所述有機(jī)化合物。
13.權(quán)利要求
1的方法，其中分批地加入所述有機(jī)化合物。
14.權(quán)利要求
1的方法，其中所述有機(jī)化合物為高純度形式。
15.權(quán)利要求
1的方法，進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其中，作為 添加所述有機(jī)化合物的結(jié)果，產(chǎn)生了元素碳，該元素碳的量有效地改變了反應(yīng)堆堆芯中的 污垢沉積物的形態(tài)、沉積形式、停留時間和碳含量的至少一種。
16.權(quán)利要求
1的方法，進(jìn)一步包括在反應(yīng)堆堆芯中產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積物，其中，作為 添加所述有機(jī)化合物的結(jié)果，產(chǎn)生了元素碳，該元素碳的量有效地抑制了以下現(xiàn)象的至少 一種污垢引起的功率變化、污垢引起的局部腐蝕、反應(yīng)器堆芯中的覆層腐蝕和燃料失效。
17.一種用于帶有初級回路的核反應(yīng)堆的方法，包括向通過所述核反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中添加足量的用來產(chǎn)生元素碳的有機(jī)化 合物，所述有機(jī)化合物包括碳元素和氫元素。
18.權(quán)利要求
17的方法，其中所述有機(jī)化合物還包含選自氧、氮的元素和它們的混合物。
19.權(quán)利要求
17的方法，其中元素碳當(dāng)量添加速率保持在約lmg/小時至約10g/小時 范圍內(nèi)。
20.權(quán)利要求
17的方法，其中所述核反應(yīng)堆是壓水核反應(yīng)堆。
21.一種具有反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的核反應(yīng)堆，其中所述反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)包含從其中 循環(huán)穿過的反應(yīng)堆冷卻劑，所述反應(yīng)堆冷卻劑含有有機(jī)添加劑，所述有機(jī)添加劑包括碳元 素和氫元素，并且所述有機(jī)添加劑以足以產(chǎn)生元素碳的量存在于所述反應(yīng)堆冷卻劑中。
22.權(quán)利要求
21的方法，其中所述有機(jī)化合物還包含選自氧、氮的元素和它們的混合物。
專利摘要
本發(fā)明總體上涉及一種用于壓水反應(yīng)堆的方法。所述壓水反應(yīng)堆包括初級回路和反應(yīng)堆堆芯。本方法包括向通過所述壓水反應(yīng)堆的初級回路的水冷卻劑中添加足量的用來產(chǎn)生元素碳的有機(jī)化合物。該有機(jī)化合物包括碳元素和氫元素。
文檔編號G21C15/28GKCN101853707SQ200910159590
公開日2010年10月6日 申請日期2009年6月9日
發(fā)明者R·德威托, W·M·科納 申請人:西屋電氣有限責(zé)任公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan