美国电力研究院曾指出,SO42-可引起不锈钢应力腐蚀破裂(SCC),且其危险性不亚于Cl-。20 世纪80、90 年代就发生过两起因硫化物含量升高而引起的蒸汽发生器600 合金材料破裂事故, 其中1 个为传热管,另1 个为控制棒驱动机构。大量研究表明,硫酸盐能恶化镍基合金的抗SCC 能力,影响合金保护膜的形成,造成并引起晶间腐蚀;硫化物既能增大镍基合金的晶间腐蚀破裂敏感性, 又能引起严重的全面腐蚀〔1-2〕。苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂(SACER)是核电站常用的混床阳离子交换树脂,其以酸性磺酸基为交换基团, 是核电站硫酸根的重要来源之一。SACER 的降解需要2 个条件:(1)热力去酸,苯环中的磺酸基脱落;(2)氧化物对树脂骨干上α 碳的附着,使树脂氧化,释放出微小的磺酸芳香族有机酸类物质。此外,氧化反应引起树脂聚合物不可逆的损坏, 释放出不同分子质量的硫酸类物质(PPS),随着氧化降解的加剧,PPS 释放量也会增加〔3〕。众所周知,水辐照分解会产生H2O2等氧化性物质。在压水堆核电站(PWR)一回路及沸水堆核电站(BWR), 水作为能量载体直接与核反应堆接触,因而不可避免会分解产生H2O2、O2等氧化物质。而这些氧化剂会与PWR 一回路化容系统的离子交换器、BWR 凝结水精处理系统中的树脂接触, 对树脂结构造成破坏,溶出硫酸根。如果系统中的阴树脂有充足的表面动力势能就可很好地避免硫酸根等阴离子漏入水汽系统,但有研究显示:阴阳树脂未分离好会影响离子交换系统的工作交换容量及出水水质〔4-5〕。表现为混床中阴阳树脂再生时的化学交叉污染和树脂混合的不合理分层。另外,碎树脂的漏入也是核电站水汽系统硫酸根的重要来源。有资料介绍,1 mL 强酸阳树脂加热分解后可释放1.8 mmol SO42-。在树脂层压差较大时, 以及树脂的传输和再生阶段都有可能产生碎树脂〔6〕,部分体积较小的碎树脂漏过树脂捕捉器的拦截网进入水汽系统, 在高温高压下热解产生大量有机物和硫酸根, 进而对系统造成破坏。通过实验研究了氧化物对凝结水精处理树脂的影响,为规整树脂评价标准提供一定数据。 |