Nuclear industry water analysis: Sizewell B Nuclear Power Plant Chemistry Laboratory, EDF UK

Význam tématu

Správné řízení chemie vody v jaderných elektrárnách je nezbytné pro zajištění dlouhodobé provozuschopnosti a zabránění korozi. I stopové koncentrace aniontů a kationtů (µg/L) mohou katalyzovat korozní procesy a ohrozit integritu oběhových okruhů.

Cíle a přehled studie

Řešením je aplikace iontové chromatografie s inline eliminací rušivých složek. Cílem bylo porovnat modely Dionex CR-CTC II a III při odstraňování vysokých koncentrací lithia a amoniaku v kondenzátech a chladicích vodách PWR/BWR reaktorů a dosáhnout citlivosti řádu 10 ppb.

Použitá metodika a instrumentace

Využita byla sestava Dionex Integrion HPIC se systémem kontinuálně regenerovaného kationtového filtru (CR-CTC), koncentrační kolonkou AC10, analytickou kolonkou AS15, dynamickým aniontovým supresorem ADRS 600 a eluentnegenerátorem EGC 500 KOH. Systém inline filtrů o velikosti pórů 0,5 µm odstraňoval částice Fe3+.

Hlavní výsledky a diskuse

Dionex CR-CTC III prokázal výrazně lepší regeneraci ve srovnání s CR-CTC II. Po více než 50 injekcích 10 ppb kontrolního standardu v matrici 10 ppm amoniaku zůstala citlivost a přesnost měření fluoru v požadovaných mezích (9–11 ppb) bez nutnosti časté rekalibrace. Předchozí model vykazoval nárůst RSD až 7 % pro fluor, nový model dosáhl RSD kolem 3 %.

Přínosy a praktické využití metody

Inline odstraňování amoniaku a lithia automaticky a bez chemické regenerace minimalizuje údržbu a zkracuje dobu analýzy. Laboratoře mohou za provozu monitorovat desítky vzorků denně při vysoké spolehlivosti a dosáhnout sub-µg/L detekční meze.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je integrace autosamplerů s cílem zvýšit propustnost a dále snížit detekční limity. Rozvoj reagent-free IC otevře aplikace pro komplexní matrice v širším spektru průmyslových vod.

Závěr

Nasazení Dionex CR-CTC III v elektrárně Sizewell B umožnilo robustní, reprodukovatelné a vysoce citlivé monitorování aniontů v přítomnosti vysokých koncentrací amoniaku a lithia. Metoda přináší provozní úspory i zlepšenou kontrolu kvality vody.

Reference

• Thermo Fisher Scientific. Application Update AU-000610. Determination of trace organic acids and inorganic anions in boric acid-treated power plant waters using an automated reagent-free ion chromatography system. Feb. 2022.
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN-277. Fast and sensitive determination of transition metals in power industry waters using ion chromatography. Oct. 2017.
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN-73852. Determination of trace anions in high purity waters using a large-volume direct injection. Nov. 2020.
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN-1058. Determination of Polyacrylic Acid in Nuclear Power Plant Pressurized Water Reactor Secondary Feed Water. Aug. 2016.
• Case Study CS001964-EN. Nuclear industry water analysis: Sizewell B Nuclear Power Plant Chemistry Laboratory, EDF UK. Thermo Scientific Dionex CR-CTC III Continuously Regenerated Cation Trap Column enhances detection of anions in ammoniated condensate samples. 2023.