压水堆核电站-回路冷却剂系统中硼酸基体对锂含量测定影响的研究(页 1) - 核泵技术专栏 - 泵阀技术论坛

YOYO_I 发表于 2008-1-5 16:13

压水堆核电站-回路冷却剂系统中硼酸基体对锂含量测定影响的研究

YOYO_I 发表于 2008-1-5 20:00

2007生
广东微量元素科学
GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第14卷第8期
文章编号：1006—446X (2007)08—0063—04
压水堆核电站一回路冷却剂系统中
硼酸基体对锂含量测定影响的研究
方万清良艮 tU LQbzP D
(大亚湾核电运营管理有限责任公司，广东深圳 518124)v COC5cf+u
摘要：为解决压水堆(PWR)核电站一回路冷却剂系统中硼酸溶液对锂含量测定的影响，对原
子吸收法进行了改进。当样品的硼含量小于1 000 mg／kg时，使用500 mg／kg硼基体标准工作液，
并在样品中加入65 mg／kg的硝酸进行测定；如果样品的硼含量大于1 000 mg,／kg时，须将样品进
行稀释，使稀释后的样品中硼含量小于1 000 mg,／kg，然后按照硼基体含量小于1 000 mg／kg的样
品进行测定。测定实际样品L1RCP的精密度为0．48％，回收率为100％，结果证明方法可行。nb?KZ} {"L
关键词：压水堆核电站；硼酸；原子吸收法；锂`C2U*Iz.E`
中图分类号：O 657．31 文献标识码：A
压水堆核电站一回路系统水中锂含量的测量与控制是化学监督的重要环节，一回路冷却剂系
统设备和管道的表面虽然都是由不锈钢材料制成，但如果水中含有氧或其它有害物质，仍然会使
这些材料受到腐蚀，缩短设备的使用寿命，而固体腐蚀产物经中子照射后变成了新的辐射源。冷s}5X6Bc@
却剂中的pH值的高低对材料的腐蚀速率具有很大的影响，水呈弱碱性时对不锈钢材料的腐蚀速
率最低，大亚湾核电站是通过控制一回路氢氧化锂的含量来调节水的pH值呈弱碱性，以避免或
减少材料受到腐蚀。另外，对于大亚湾和岭澳核电站机组在100％功率下500 mg／kg的硼每1 d
约产生0．06 mg／kg的锂，而B—Li协调控制的限值运行区域往往只有0．2 mg／kg¨ ，这就要求准#C6j d*c1p!Mr^d
确测定锂的含量。
原子吸收火焰法在测定压水堆核电站一回路的锂含量时通常会存在以下问题：①测量样品为
高硼酸基体，且每1 d样品的硼含量都是在变化(整个换料周期硼含量在10～2 500 mg／kg范围$w:J@y s
变化)，不同硼含量的基体对锂的测定结果带来不同的干扰；②分析方法使用的锂标准溶液含有
大约60～70 mg／kg HNO ，同样品的基体存在较大的差异，事实上这种差异已影响到了测量结果
的准确性。:xr U)j`7R;j
上述锂含量测量误差的问题已影响到了压水堆核电站一回路冷却剂硼一锂协调控制的运行操
作，本法就是对现有分析方法加以改进来提高硼酸体系中锂含量测定的准确性。
l 实验部分7[k8U,Re4t*[*O/@/T
1．1 仪器及工作条件.|F]h0j0k.J
仪器：PE 300型原子吸收光谱仪。KeL/k+D,waoF9t
收稿日期：2007一o6—15 WM)j+R;pgM
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2007年6J:S0E qvd;AW6Y5D
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GUANGD0NG WEILIANG YUANSU KEXUE 第l4卷第8期$c/a7W:^/mAT
工作条件：环境温度23qC；湿度60％；灯电流15 mA；狭缝0．7 nm；波长670．8 nm；样
品吸喷量为4 mL／min；乙炔流量为0．5 L／min；空气流量为4．0 L／min。
1．2 试剂、标准溶液及样品d;o7ny ~"i2~C
标准系列1：配制水体系中锂含量为0．00、0．50、1．00、1．25、1．50、1．75、2．00、2．50、
3．00 mg／kg的标准溶液。yG*}1m.i [&P0|M$t
标准系列2：配制1 000 mg／kg硼基体中锂含量为0．00、0．50、1．00、1．25、1．50、1．75、1kzZ?i;@@
2．00、2．50、3．00 mg／kg的标准溶液。vrQ'uo ]Y
标准系列3：配制硼含量为0、200、500、1 000、1 500、2 000 mg／kg的基体且锂含量为%^9{5Ea%k ^b{&A
2．00 mg／kg的标准溶液。;Bf]"U])bH
500 mg／kg硼基体锂标准溶液系列。Fm+KN%C
0．65％HNO ：将65％浓硝酸稀释100倍制得。y.z _B#j$n+Y7g
样品：L1RCP(WB=28 mg／kg)。
1．3 实验方法～9`xObd
取待测样品100 g加入1 g 0．65％ HNO，，摇匀，供试验分析使用。sP ^0R6xCI
2 结果与讨论
2．1 锂的标准工作曲线0D*l8o)c4iTL
在水体系和1 000 mg／kg硼基体中锂含量为0．00、0．50、1．00、1．25、1．50、1．75、2．00、
2．50、3．00 mg／kg时，锂含量( ，mg／kg)与吸光度(Y，A)呈线性关系，且线性关系良好。
标准系列1的线性方程：Y=0．003 9+0．184 7x，r=0．999 6，SD=0．OO4。标准系列2的线性方jFm:W&F
程：Y=0、002 9+0．171 6x，r=0．999 6，SD=0．003 6。通过对线性曲线的分析，水体系和硼体
系锂含量在0—2．50 mg／kg范围内线性最好。4|9A5xg1Y;\
由于实际生产中，硼的含量是不断变化的，为了确定硼的含量是否对锂测定有影响，选择当9W|_:YM{d&P$|
硼基体含量为500 mg／kg，锂含量为0-2．50 mg／kg时，作锂含量与吸光度的标准曲线。将标准z)~(Lf5n~mY;A3sX
系列1和标准系列2作为样品进行测定。结果见表1。
表1 使用500 mg／kg硼基体锂标准溶液作工作曲线测量标准系列1和标准系列2 单位：mg·kg1o$U E/v%},O
注： “结果2” 是标系1和标系2溶液中加入了65 mg／kg HN03 omB9N*[#o$p
从表1可见，比较两个系列的结果1，测定的标准系列1的锂含量略大于实际含量，而标准o$MPJn8Z
系列2的锂含量略小于实际含量，说明硼基体对锂的测定有影响。
2．2 加入硝酸对锂测定的影响h?%h$~Z#ZQ(\
从表1结果2的数据可见，在水体系样品中加入适量的HNO 对测量结果无明显影响，但在
含硼的样品中加入适量的HNO，其影响十分明显。为了说明在不同硼含量的基体中，硝酸对锂测
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2007定
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定的影响规律，分别在标准系列3中加人65 mg／kg HNO，，比较加人HNO，前后吸光度的差异，mZ(b q4gQdfq
结果见表2。
表2 测量标准序列3加入65 mg／kg HNO，前后吸光值
注： “结果2”是标准序列3溶液中加入_r 65 mg／kg HNO3。7kkY9o4f8|`.G2p
从表2可见，在锂含量一定的条件下，硼含量越高，锂的吸光值越低；而当溶液中加人适量的硝0@.z4?C0\ }
酸(约60～70 mg／kg)时，在硼基体含量小于1 000 mg／kg情况下，硼对锂吸光值的影响会有明显的~)^8gyUFI+Ac
降低；在硼基体含量大于1 000 mg／kg情况下，加人的硝酸对锂的吸光值有一定的提高，但效果不
是十分明显。
2．3 L1RCP中锂含量的结果测定_m6P.E O/Ui
标准加人法测量L1 RCP样品( ：28 mg／kg)中锂含量：取5份L1 RCP样品50 g，分别加人10
mg／kg锂标液0．0、2．5、5．0、7．5、10．0 g，然后用28 mg／kg硼基体溶液稀释至100 g制成样品序列，)F(K0Dp"zgMF
测量样品序列的吸光值，测得L1RCP中的锂含量为0．79 mg／kg。
为了说明采用不同含量硼基体的锂标准作工作曲线对实际样品的影响，表3使用不同硼基体\w|3A#\Zwy
标准作工作曲线，’钡0量L1RCP样品( ：28 mg／kg)的锂含量。
表3 使用不同硼含量基体的锂标准工作曲线测量L1RCP样品的锂含量单位：mg／kg
注：％“结果2”是L1RCP样品(”8=28 mg／kg)中加入 65 mg／kg HNO3。
标准加人法的测量结果确定L1RCP的锂含量为0．79 mg／kg，从表3可见，在硼基体含量小于1
000 mg／kg的情况下，样品中加人适量的硝酸能提高分析结果的准确性；而在硼基体含量大于1NTE\5z9V
000 mg／kg的情况下，由于标准溶液中硼酸降低锂的吸光值同标准溶液中硝酸提高锂吸光值的作
用互相抵消，样品的测定结果反而接近真实值；但高含量的硼与硝酸的加人量的关系未作进一步研~ L)R E|h3y,q
究。在日常工作中，均将高含量的硼样品稀释成含硼小于1 000 mg／kg的样品。
2．4 分析方法的改进
通过上述试验证明样品中的硼酸基体和标准溶液中的硝酸基体对锂含量测定的准确性会带来p~dgq!Z5K~
一定的误差。为了消除这一误差，本文改进了分析方法，即当样品的硼含量小于l 000 mg／kg时，}~#oI#^2H:KW`4oAM
使用500 mg／kg硼基体标准工作液，并在样品中加人65 mg／kg的硝酸进行测定；如果样品的硼含B\#T| Q_0W r
量大于1 000 mg／kg时，须将样品进行稀释，使稀释后的样品中硼含量小于1 000 mg／kg，然后按照Gy6eB5U6U7J
硼基体含量小于1 000 mg／kg的样品进行测定。"Su:_R7m
2．5 锂含量测定的精密度及回收率实验
为了考察改进方法的精密度和准确度，用含500 rag／kg硼基体的锂标准测定L1RCP的相对标
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GUANGD0NG irEIUANG YUANSU KEXUE 第l4卷第8期!D,W0WS b(wA+I
准偏差和回收率，用含1 000 mg／kg硼基体的锂标准测定L2RCP的相对标准偏差和回收率，结果
见表4。
表4 L1RCP测定的精密度和回收率
从表4可见，使用同样品中硼含量一致的锂标准工作液，以及在样品中加入适量的HNO
时，基本能够消除硼酸对锂测量所带来的干扰，并可以满足分析要求。
2．6 讨论,u H2M0L8nE n
硼酸基体对锂含量的测定存在物理和化学两方面的干扰，物理干扰是指试样溶液在输送、雾[&@l:\?%G8e
化、蒸发和挥发等过程中由于溶剂或溶质的物理性质和其它因素的变化而引起的干扰，物理干扰
的消除可采用配制与试样溶液有相同或相似基体的标准溶液。而化学干扰怀疑是硼酸基体同锂元
素发生化学反应生成了一种影响锂元素难以离解和原子化的化合物(Li B O：)，消除干扰的方法
是向式样中加入一定量的HNO，使Li B O：溶解，实验中也证实了该法的可行性。7LTOC.glP*Q.w
3 结论EzkH8rZ3O8b*\"C|l
样品中的硼酸对锂含量测量存在物理和化学两方面的干扰，使用同样品中硼含量一致的锂标
准溶液作工作曲线，以及在含硼酸基体的样品中加入适量的硝酸能有效地消除其物理干扰和化学N\0Y:Q NCf\U7v1Gu
干扰，经实验，该法实用可行。&j1|7HBr A.@!l
参考文献：4H NK#^-K9aC3m2w
[1]陈济东．大亚湾核电站系统及运行：上册＼ [M＼]．北京：原子能出版社，1994：06．
[2]PE300型原子吸收光谱仪使用手册[z]．
Study on the Efects of Boric Acid to LithiumB J}"\Gc!y
Measurement in Primary Circuit W ater 0f PW R'Yg$I)I\
FANG Qingliang_v7cLHWip
(Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co．LTD，Shenzhen 518124，China)1X'}%t\&_#Bj
Abstract：The experiment method was improved to eliminate the efects of boric acid in the primary
circuit water．The method iS to prepare the standard solutions with the same or similar matrix and add anJ(K b)@H
amount of HNO3 in the sample．When the content of boric acid is less than 1 000 ms／kg，it should use
the standard work curve with 500 mg／kg boric acid an d add 65 ms／kg HNO3 in the sample．When the
content of boric acid iS mote than 1 000 mg／kg．it should be diluted．The RSD and recovery of L1RCP
are 0．48％ and 100％．，nlis method iS proved to be feasible．
Key words：primary circuit；boric acid；atomic absorption；lithium t;Ho*a)t
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