核电站水化学08第八篇.ppt

第八章压水堆一回路水化学管理 华北电力大学 张胜寒 一回路水化学管理的目的 压水反应堆一回路水化学管理的目的包括： （1）保证一回路结构材料和燃料组件材料的完整性； （2）抑制电站的辐射水平及放射性沉积物积累； （3）保证电站的安全和经济运行。 水化学对反应堆的运行安全有重大的影响，具体表现在以下方面： （1）影响燃料包壳和一回路结构材料的完整性； （2）影响堆芯外的辐射场从而影响人·Sv的预先排定； （3）形成沉积物，因而降低传热效率和加剧局部腐蚀。 水化学管理的目标 结构材料的局部腐蚀得到有效抑制 使腐蚀产物的释放达到尽可能少 控制腐蚀产物的迁移和沉积，使一回路系统受到的污染尽可能小 尽可能减少腐蚀产物在堆芯和蒸汽发生器中的沉积 有效抑制水的辐照分解和氧的产生 水化学管理的主要内容 （1）可溶性中子吸收剂控制 在一回路冷却剂中添加硼酸, 作为堆芯反应性控制剂, 根据燃料的燃耗调整其浓度. 用化学容积系统或锂、硼离子交换系统添加或去除多余的锂或硼, 维持正常运行指标. 水化学管理的主要内容 （2）添加化学物质用以抵消由辐解和结构材料腐蚀产生的有害效应，同时也用来抵消由化学补偿引起的酸度偏离； 加氢抑水的辐照分解 加碱抵消硼酸引起的pH降低 加Zn抑制放射性核素的积累 水化学管理的主要内容 （3）将促使材料、冷却剂和保护性氧化膜品质下降的化学杂质浓度减至最低。 采用高纯水或超纯水作为补给水, 使回路中的杂质含量降至尽可能的低。特别控制氯等卤族元素离子, 尽可能地避免局部腐蚀开裂的可能. 确保燃料包壳和一回路系统压力壳边界屏障的完整性. 用净化系统除去一回路冷却剂中的杂质、腐蚀产物、裂变产物, 以维持水质技术指标. 控制形成沸石的化学元素如钙、镁、铝、硅等, 它们主要来源于补水. 水化学管理的优化 为实现上述目标，某些化学参数的调整方向可能会相反。即，为实现某一任务需要提高某参数的值，但该参数值的提高却不利于另一目标的实现。因此，水化学管理需要综合考虑，优化实施。 上述五个目标中，优先程度不同 保证一回路边界和燃料包壳完整性是首要优先任务 在保证一回路边界和燃料包壳完整性的前提下，尽可能实现其它目标 pH的优化 控制pH范围对抑制镍合金腐蚀来说是最佳的pH范围，但对放射场抑制却不是最佳。 某一水化学参数的控制不能解决所有的问题，需要权衡利弊，优化决策。 几个术语 冷停堆（Cold shut-down） 反应堆处于次临界状态且冷却剂温度小于120℃ 。 堆启动状态（Start-up） 反应堆处于次临界，但冷却剂温度大于120℃。 功率运行（Power operation） 反应堆处于临界且达到或处于满功率状态。 异常工况 反应堆在异常状态下，控制参数在不同的行动水平下一直处于限值以外。 控制参数和诊断参数 控制参数 凡影响反应堆运行安全、需要严格控制的水化学参数定义为控制参数。 每个控制参数被确定了限值。超出限值就必须采取行动，纠正存在的问题。 诊断参数 对于虽不直接影响运行安全，但可能影响反应堆材料、燃料包壳性能和辐射场积累，并可帮助化学工作者解释水化学工况偏离正常值原因的其他化学参数定义为 “诊断参数”。 诊断参数虽不具有行动基准，但也应设预定限值。 期望值和限值 行动基准 水化学控制导则中根据控制参数和诊断参数的值所确定的应采取的行动?行动基准 根据不同的情况，规定了三种行动基准 三种行动基准规定：如确认控制参数超过限值，就应采取纠正措施。 行动基准1 行动基准1规定的参数值有一个区域，如运行过程中的数据超过此值，从工程经验判断，在这种条件下长期运行对系统的可靠性有害。因此要采取改正水化学运行的措施， 行动基准1规定的值通常是核电站正常运行的限值。如水化学中的一个参数超过行动基准1，采取的纠正措施包括以下方面： （a）采取措施使该参数在7天内恢复到技术指标上规定的限值以内； （b）如在7天之内不能使超标参数恢复到正常值，应对此做出技术评审和实行纠正措施，这种步骤可能要求增加设备或改进现有设备。 行动基准2 行动基准2规定了参数的限值，如运行中的数据超过此限值，从工程经验判断，在短期内就能对系统的完整性构成显著的损害，因此要迅速采取纠正措施，改变不正常的水化学条件。为此，如水化学中的一个参数超过行动基准2的限值，应采取如下措施： （a）采取措施使超标参数值在24小时内降到行动基准2的限值以内； （b）假若超标参数在规定时间内不能降到行动基准2的限值以内，则核电站应该有秩序地停堆并尽快地使反应堆到达冷停堆条件，如在停堆之前水化学情况恢复到行动基准2要求的范围内，则反应堆可提升到满功率运行； （c）超过了行动基准2规定的时间限值，实施了反应堆停堆，此时首先应对此事件作技术评审，并且在反应堆重