压水堆中铬金属的产氢机理分析 analysis on the mechanism of hydrogen production by chromium in pwr.pdfVIP

第28卷第3期 现代电力 V01．28No．3 2011年6月 ModemElectricPower June2011 文章编号：1007—2322(2011)03—0062—04文献标识码：A 中图分类号：TL38+3 压水堆中铬金属的产氢机理分析 吕雪峰，张永祥，李 丹，汝小龙，邹文重，詹 易 (华北电力大学核科学与工程学院，北京102206) ontheMechanismof ProductionChromiuminPWR Analysis Hydrogen by LV Dan，RU Yi Xuefeng，ZHANG Xiaolong，ZOUWenzhong，ZHAN Yongxiang，LI (SchoolofNuclearScienceand ChinaElectricPower 102206，China) Engineering，North University，Beijing 摘要：为了从微观上寻找减少或控制氢气生成的措施，研 eration． 究了压水堆核电站严重事故下金属铬和水反应生成氢气的微 Keywords：PWR；severe 观机理，并计算了反应速率常数。铬水反应产氢的微观机理 reaction constant mechanism；rate 采用量子化学理论，应用量子化学软件包Gaussian03，在 B3LYP／6—311++G(d，P)理论水平上进行研究。过渡态 0引言 通过振动频率分析和最低能量路径计算确认，反应速率常数 根据传统过渡态理论进行计算。计算结果表明，铬水反应是 氢气爆炸极限低，泄漏后遇明火或高温，或者 由两个基元反应cr+H20-+CrOH+H和C幻H+H--，CrO 积累到一定浓度，都会发生燃烧或爆炸。在压水堆 +H2组成的总包反应，其中基元反应CrOH+H—Cr0+ 核电站中，一回路冷却剂中加有抑制水辐照分解、 H2的正反应速率常数较小，该基元反应是铬水反应产氢的 速控步。因此，在微观上减少或控制铬水反应产氢的措施应 降低结构材料腐蚀的氢气。在发生如大LOCA等 从基元反应C幻H+H-,-CrO+H2入手。 严重事故时，如果堆芯余热不能有效排出，堆芯也 关键词：压水堆：严重事故；铬：氢气；反应机理：速率常 将在高温下产生大量氢气。堆芯产生的氢气释放到 数 安全壳内，可能发生氢爆破坏核电站第三道屏障 ordertofindthe toreduceorcontrol ——安全壳的完整性，导致放射性物质外泄[1]。福 Abstract：In way hy— insevereaccidentsforPressureWater岛核电站放射性物质大量外泄，就是由于事故工况 drogenproduction reactionmechanismofchromi． Reactor(PWR)plants，the 下释放到安全壳内的大量氢气爆炸导致的。事故下 umwith