NuclearEnergy230x195

수(water) 화학의 중요성

원자력 발전소(NPP)는 미국 총 전력의 약 20%, 유럽연합 총 전력의 약 30%를 생산합니다. NPP에서 2차 및 냉각 시스템에 사용되는 용수는 방사성 동위원소의 핵분열로부터 생성되는 열을 제어하여 전력 생산에 사용되는 증기를 생산합니다. NPP 수(water) 화학은 원자력 안전성, 주요 구성품의 신뢰성 및 발전소 운영의 전반적인 경제적 타당성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 각각의 원자력 발전소는 대부분 해당 발전소별로 고유하고 발전소의 수 화학 이력 및 금속학적 특성에 기반한 수 화학 매트릭스 세트를 보유하고 있습니다. 

일반적인 매트릭스 구성 요소:

  • 순수(pure water)
  • 아민 첨가제가 추가된 순수
  • 붕산수
  • 폐순환 냉각수(고농도의 아질산염 포함)
  • 환경 시료(배출수, 토양, 공기 등)

자동 용리액 제조 이온 크로마토그래피는 사용이 간편하고 검출 한계를 개선하여 대부분의 NPP에서 사용하고 있으며 이러한 특징은 원자력 발전 업계에서 모니터링이 필요한 대표적인 매트릭스와 분석물에 적합합니다. 

추가 정보

순수(pure water)

NPP에 사용되는 급수(feed water) 화학은 부식 방지를 위해 1차 및 2차 시스템 모두에서 철저하게 관리해야 하며 부식이 발생할 경우 발전소 구성 요소의 무결성이 손상되어 오작동 또는 위험한 작동으로 이어질 수 있습니다. NPP 용수의 이온 오염 물질 식별은 부식의 식별과 예방에 매우 중요하며, 이온 크로마토그래피는 μg/L 미만 ~ 낮은 μg/L 농도 범위에서 개별 이온 화학종 식별을 위한 필수적인 기법입니다.

추가 정보

아민 첨가제가 추가된 순수(pure water)

NPP 냉각 시스템의 액체 및 증기상 모두에서 pH를 조절하고 환원 환경을 만들기 위해 부식 억제제와 탈산소제가 첨가됩니다. 유럽연합과 미국의 NPP에서 가장 흔히 사용되는 유기 아민인 모르폴린(Morpholine)과 에탄올아민(ETA)은 각각 물과 증기상 pH를 9.5 ~ 9.8 사이에서 유지하여 부식을 최소화합니다. 써프레서 전기전도도 검출을 결합한 이온 교환 크로마토그래피는 μg/L ~ mg/L 농도의 공통 양이온 및 아민 측정을 위한 입증된 방법으로서 NPP 산업 분야에서 가장 우선적으로 선택되고 있습니다. 

붕산수

붕소(boric acid)는 우수한 중성자 흡수체이기 때문에 가압수형 원자로(PWR, pressurized water reactor) 발전소에서 핵반응을 조절하는 데 붕산이 사용됩니다. PWR 발전소에서 붕산수에 포함된 음이온 오염물질 측정은 부식 모니터링의 중요한 부분입니다.

추가 정보

폐순환 냉각수

NPP에서 2차 및 냉각 시스템에 사용되는 용수는 방사성 동위원소의 핵분열로부터 생성되는 열을 제어하여 전력 생산에 사용되는 증기를 생산합니다. NPP 보일러, 2차 및 냉각 시스템에서 응력-부식 균열(stress-corrosion cracking) 및 흐름 부식(flow-assisted corrosion)은 유지보수 시간 및 비용 증가와 전력 생산 감소로 이어질 수 있습니다. 따라서 이러한 문제를 예방하거나 줄이기 위해 NPP에서 부식 최소화가 매우 중요합니다. 이온 크로마토그래피는 플루오라이드(fluoride), 클로라이드(chloride) 및 황산염을 포함하는 잠재적 부식성 이온 불순물의 측정을 위해 우선적으로 선택되는 방법입니다.

추가 정보

환경 시료

모르폴린, 에탄올아민 및 하이드라진의 분해로 생성되는 암모늄 및 유기산이 원자력 발전소(NPP)의 2차 및 콘덴서 급수 시스템에 축적되므로 주기적인 플러싱과 블로아웃이 필요합니다. 국가 폐수 배출 허가를 통해 관리되는 이러한 폐수 배출은 각 NPP별로 지정된 낮은 μg/L ~ 낮은 mg/L 농도 범위 수준에서 아민 배출량을 제한합니다. 따라서 규정 준수 모니터링을 위한 μg/L 농도 결정을 위해 이온 크로마토그래피와 같은 고감도 방법이 요구됩니다.

추가 정보

관련 제품

Learning centers More Learning Centers ›