Vodní hospodářství a životnost materiálů a konstrukcí (2151182)
Katedra: | ústav energetiky (12115) |
Zkratka: | VHZ | Schválen: | 13.01.2025 |
Platí do: | ?? | Rozsah: | 2P+1C+0L |
Semestr: | | Kredity: | 4 |
Zakončení: | Z,ZK | Jazyk výuky: | CS |
Anotace
• Úloha vody a vodní páry v jaderném energetickém zařízení. Požadavky na kvalitu vody v jednotlivých okruzích, na přídavnou a napájecí vodu, na chladící vodu atd. Vlastnosti vody charakterizující vhodnost užití pro daný účel: pH, solnost, měrná elektrická vodivost, tvrdost, alkalita, koncentrace soli, O2, CO2, SiO2, měrná radioaktivita.
• Nerozpustné hrubě disperzní a koloidní tuhé látky tvořící nepravé roztoky – jejich odstraňování, předúprava, filtrace, srážecí reakce, flokulace, čiření – principy, technologické zařízení a provoz.
• Rozpustné tuhé látky (soli) - celkový obsah (koncentrace hmotnostní, molární, měrná elektrická vodivost, solnost) - kategorie soli podle rozpustnosti ve vodě a páře a chování při varu. Hodnota pH – koncentrace vodíkových iontů, alkalita.
• Tvrdost vody (kotelní vodní kámen) - změkčování srážecími reakcemi, sodíkovými katexy, dekarbonizace, odstraňování anionů Cl – a SO4- -, Mn+ + a Fe+ + +. Kysličník křemičitý a sloučeniny křemíku – rozpouštění v páře, rozpouštěcí součinitel, vliv tlaku, desilikace, vlastnosti SiO.
• Deionizace a demineralizace vody – princip, schéma stanice. Ionexy (ionexové filtry), jejich vlastnosti, druhy, regenerace, navrhování rozměrů a provoz, řazení liniové a okružní, spotřeba regeneračních látek, vlastnosti důležité pro provoz. Plyny ve vodě – Henryho zákon.
• Odplyňování fyzikální (vakuové a termické), chemické, (dávkování desoxidačních solí, plynových činidel, redoxměniče).
• Návrh termického odplyňovánu. Určení spotřeby hydrazinu při odplyňování. Čištění a úprava vody v primárním okruhu a v úložišti palivových článků. Příprava přídavné napájecí vody Likvidace radioaktivních ionexů a tekutého radioaktivního odpadu. Chemická dekontaminace.
• Odparky (typy, funkce, použití, návrh a tepelný výpočet). Borové hospodářství. Úprava vody v sekundárním okruhu – odkal, odluh, úprava kondenzátu. Úprava chladicí vody pro kondenzátor. Alkalizace, dekarbonizace, očkování. Radiolýza vody – podstata vzniku, ovlivňující faktory.
• Zahušťování a likvidace tekutých radioaktivních odpadů. Koroze v jaderných energetických zařízeních. Typy a formy koroze. Faktory ovlivňující intenzitu koroze. Ochranná protikorozní oxidická vrstva. Inhibitory a pasivátory.
• Fenomenologie řízení životnosti materiálů. Ekonomické a materiální ztráty. Termodynamika korozních procesů – vratný článek, Nernstův zákon. Rovnovážné Pourbaixovy diagramy.
• Omezení u korozních procesů. Kinetika koroze kovů – výměnné proudové hustoty, Tafelův zákon, polarizační jev – teorie smíšených potenciálů, galvanický článek, pasivita. Vliv mechanického napětí a mikrostruktury.
• Řízení koroze – výběr materiálu, chemická úprava vody - inhibitory, kontrola pH tec., ochranné povlaky, anodická a katodická ochrana, vhodné konstrukční praktiky.
• Koroze v jaderných energetických zařízeních – lehkovodní reaktory, PWR, BWR, VVER. Provozní problémy parních generátorů lehkovodních reaktorů. Ostatní jaderná zařízení – LMFBR, CANDU atd. Eroze. Koroze nekovových součástí.
Osnova
• Úloha vody a vodní páry v jaderném energetickém zařízení. Požadavky na kvalitu vody v jednotlivých okruzích, na přídavnou a napájecí vodu, na chladící vodu atd. Vlastnosti vody charakterizující vhodnost užití pro daný účel: pH, solnost, měrná elektrická vodivost, tvrdost, alkalita, koncentrace soli, O2, CO2, SiO2, měrná radioaktivita.
• Nerozpustné hrubě disperzní a koloidní tuhé látky tvořící nepravé roztoky – jejich odstraňování, předúprava, filtrace, srážecí reakce, flokulace, čiření – principy, technologické zařízení a provoz.
• Rozpustné tuhé látky (soli) - celkový obsah (koncentrace hmotnostní, molární, měrná elektrická vodivost, solnost) - kategorie soli podle rozpustnosti ve vodě a páře a chování při varu. Hodnota pH – koncentrace vodíkových iontů, alkalita.
• Tvrdost vody (kotelní vodní kámen) - změkčování srážecími reakcemi, sodíkovými katexy, dekarbonizace, odstraňování anionů Cl – a SO4- -, Mn+ + a Fe+ + +. Kysličník křemičitý a sloučeniny křemíku – rozpouštění v páře, rozpouštěcí součinitel, vliv tlaku, desilikace, vlastnosti SiO.
• Deionizace a demineralizace vody – princip, schéma stanice. Ionexy (ionexové filtry), jejich vlastnosti, druhy, regenerace, navrhování rozměrů a provoz, řazení liniové a okružní, spotřeba regeneračních látek, vlastnosti důležité pro provoz. Plyny ve vodě – Henryho zákon.
• Odplyňování fyzikální (vakuové a termické), chemické, (dávkování desoxidačních solí, plynových činidel, redoxměniče).
• Návrh termického odplyňovánu. Určení spotřeby hydrazinu při odplyňování. Čištění a úprava vody v primárním okruhu a v úložišti palivových článků. Příprava přídavné napájecí vody Likvidace radioaktivních ionexů a tekutého radioaktivního odpadu. Chemická dekontaminace.
• Odparky (typy, funkce, použití, návrh a tepelný výpočet). Borové hospodářství. Úprava vody v sekundárním okruhu – odkal, odluh, úprava kondenzátu. Úprava chladicí vody pro kondenzátor. Alkalizace, dekarbonizace, očkování. Radiolýza vody – podstata vzniku, ovlivňující faktory.
• Zahušťování a likvidace tekutých radioaktivních odpadů. Koroze v jaderných energetických zařízeních. Typy a formy koroze. Faktory ovlivňující intenzitu koroze. Ochranná protikorozní oxidická vrstva. Inhibitory a pasivátory.
• Fenomenologie řízení životnosti materiálů. Ekonomické a materiální ztráty. Termodynamika korozních procesů – vratný článek, Nernstův zákon. Rovnovážné Pourbaixovy diagramy.
• Omezení u korozních procesů. Kinetika koroze kovů – výměnné proudové hustoty, Tafelův zákon, polarizační jev – teorie smíšených potenciálů, galvanický článek, pasivita. Vliv mechanického napětí a mikrostruktury.
• Řízení koroze – výběr materiálu, chemická úprava vody - inhibitory, kontrola pH tec., ochranné povlaky, anodická a katodická ochrana, vhodné konstrukční praktiky.
• Koroze v jaderných energetických zařízeních – lehkovodní reaktory, PWR, BWR, VVER. Provozní problémy parních generátorů lehkovodních reaktorů. Ostatní jaderná zařízení – LMFBR, CANDU atd. Eroze. Koroze nekovových součástí.
Literatura
• Černý, Vodní hospodářství jaderných centrál, Ediční středisko ČVUT, 1990
• Bár, Vodní hospodářství jaderných centrál, Ediční středisko VUT Brno, 1988
• Jones, Principles and prevention of corrosion, Prentice Hall, 1996