“ 華龍一號” 加氫鈍化工藝實施期間一回路水化學(xué)控制

摘 要：簡述了某“ 華龍一號” 反應(yīng)堆為滿足熱態(tài)功能試驗（ HFT） 期間一回路加氫鈍化工藝實施的水化學(xué)要求而在化學(xué)平臺、熱停平臺、一回路升溫與降溫等階段所采取的水質(zhì)控制方法，并對水化學(xué)控制的實施結(jié)果進行了分析。控制結(jié)果顯示，該機組加氫鈍化實施過程各水質(zhì)指標(biāo)均被控制在預(yù)期范圍。

關(guān)鍵詞：華龍一號;加氫鈍化;水化學(xué)控制

中圖分類號：TL75+ 2;TL353+ . 5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一回路鈍化是核電機組調(diào)試啟動熱態(tài)功能試驗（HFT） 期間進行的一項特定金屬表面處理工藝。通過維持適當(dāng)?shù)乃瘜W(xué)條件，實施鈍化后反應(yīng)堆一回路內(nèi)表面可形成富鉻、均勻的保護氧化層[1-2] 。加氫鈍化較自然鈍化具有加速鎳基合金表面鈍化生成速率、使鈍化層更加致密、促進金屬表面松散氧化物脫落等作用，更有利于保護反應(yīng)堆一回路壓力邊界的完整，降低商運后一回路的輻射場[3-5] ，已在國內(nèi)外多家核電廠實施[6-7] 。

“華龍一號”一回路加氫鈍化參考EPR 機組，由預(yù)氧化、硼化和強制氧化三道工藝組成[8-10] 。預(yù)氧化在熱停平臺進行，能使一回路內(nèi)表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成金屬氧化物層，時間不得低于300 h[11-12] 。硼化在臨近熱停平臺結(jié)束進行，偏酸性環(huán)境可去除金屬氧化物層外部不穩(wěn)定的氧化物并鞏固內(nèi)部氧化物層[13-15] ，時間不得低于24 h。強制氧化在下行階段一回路溫度降為80 ℃ 時執(zhí)行，目的是通過往一回路加入雙氧水促進金屬表面氧化物脫落，防止商運后被堆芯中子活化增加一回路放射性源項[16-19] 。在整個工藝實施過程中各水化學(xué)指標(biāo)需全部滿足規(guī)范要求，否則機組必須后撤或者延長鈍化時間。

本文所述機組是首臺執(zhí)行一回路加氫鈍化工藝的“華龍一號”核電機組，通過對該機組為滿足加氫鈍化水化學(xué)控制要求所采取的控制方法、實施過程及結(jié)果的介紹，以期為其它類似機組提供參考借鑒。

1 水化學(xué)控制要求

“華龍一號”加氫鈍化一回路水化學(xué)控制指標(biāo)主要分為四類，分別為溶解氣體（溶解氫、氧）、硼和鋰（用以調(diào)節(jié)pH 值）、雜質(zhì)（鈉、鈣、鎂、鋁、硅、氯化物、氟化物、硫酸鹽和懸浮物） 和腐蝕產(chǎn)物（鐵、鉻和鎳）。另有總電導(dǎo)率指標(biāo)，該指標(biāo)反映了一回路中所有陰陽離子的總體含量。預(yù)氧化、硼化（天然硼）和強制氧化各工藝過程一回路水化學(xué)控制指標(biāo)及要求列于表1，鈍化輔助過程水化學(xué)控制指標(biāo)及要求列于表2。

2 水化學(xué)控制的實施

預(yù)氧化、硼化和氧化工藝實施過程及一回路除氣、化學(xué)平臺、穩(wěn)壓器建汽腔等操作與一回路溫度、壓力的關(guān)系如圖1 所示。為保證加氫鈍化各項工藝順利實施，穩(wěn)壓器氣腔建立前化學(xué)平臺期間一回路需除氧并注入硼酸，隨后在上行階段完成一回路溶解氫注入和氫氧化鋰調(diào)節(jié)工作，保證一回路溫度在升高至275 ℃ 開始預(yù)鈍化時各水化學(xué)指標(biāo)滿足要求。當(dāng)硼化工藝實施結(jié)束后，反應(yīng)堆一回路要進一步提高硼酸濃度而后進入下行階段，該階段必須加強一回路水質(zhì)凈化并完成強制氧化工作，最后當(dāng)一回路鎳濃度小于100 μg/ kg 后加氫鈍化工作即結(jié)束。