压水堆核电厂一回路水化学控制.pdf

压水堆核 电厂一 回路水化学控制 王凤军 刘红英 彭彦龙 （中国核电工程有限公司 调试中心 浙江 海盐 314300） 摘 要： 压水堆核电厂一回路水化学控制措施：控制一回路冷却剂硼浓度以调节反应堆堆芯的反应性；控制一回路冷却剂中氢浓度以抑制水的辐照分解，从 而控制冷却剂中溶解氧的浓度；通过硼酸和氢氧化锂的调节，控制一回路反应堆冷却剂的pH值；通过化学和容积控制系统的过滤、离子交换和除气，减少一回路冷 却剂中的杂质浓度。 关键词： 一回路；水化学；控制 中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0120035－02 在核电蓬勃发展的今天，我们不仅要考虑在核电厂运行中的经济性， 硼--锂协调 曲线（ 图1） 。在实 际的 电厂运行 中， Li浓度控制在0～ 还要重视其运行时的安全性。目前，压水堆核电厂是我国核电厂的主要堆 2.7mg/kg，在燃料循环初期硼浓度较高时，一回路pH（300℃）值达不到 型，一回路水化学对其经济性和安全性影响巨大：影响核电厂含有放射性 7.2，在这时间段，pH（300℃）值应控制在大于6.9或尽可能的接近6.9， 的屏障的完整性，影响其运行寿命；影响堆芯以外的辐射场放射性积累， 随着运行时间的增加，硼浓度的下降，pH（300℃）值慢慢地可以控制在 从而影响工作人员经受的辐射剂量。良好的水化学控制可以大大减少以上 7.1～7.3。为了防止碱浓缩造成腐蚀，对锂浓度规定了上限，燃料循环初 二个问题对核电厂的不利影响，从而改善核电厂的经济性和安全性。 中期，锂浓度上限控制在2.7mg/kg，燃料循环后期根据硼锂协调 曲线的 水化学控制的目的是为了减少设备的腐蚀，从而保证设备和材料的完 pH（300℃）7.1～7.3控制锂浓度。根据以上的锂浓度控制，大于控制上 整性，特别是保证燃料包壳的完整性；减少反应堆堆芯外放射性水平；以 限时启动除锂床运行除Li，小于控制下限表示锂浓度偏低，不足以维持既 及控制反应堆堆芯的反应性。影响压水堆核电厂一回路水化学的主要因素 定的pH（300℃）值，需要加入一定量的LiOH。 有： 2.1 溶解氧 1）一回路冷却剂系统的硼浓度及PH值； 反应堆功率运行期间，通过向冷却剂中加入氢和减少补水中氧的含量 2）一回路冷却剂中溶解氧的浓度； 来控制冷却剂中的氧浓度。试验证明只要维持冷却剂中溶解氢的浓度在 3）一回路冷却剂中杂质的含量； 14～15ml/kgH2O，就可抑制由于水的辐射分解产生的氧。 4）放射性核素如碘的浓度。 水的辐照分解过程[1]，用以下两个反应式表示： 1 压水堆核电厂中水化学控制措施 2H2O→H2＋H2O2 * 1.1 冷却剂中硼浓度的调节 H2O →H＋OH 压水堆核电厂常用添加硼酸的办法对反应堆进行化学补偿控制。对冷 一定条件下水的辐照分解率是恒定的而水的复合率则随溶液中H2浓度 却剂中硼酸浓度的调节是由化学和容积控制系统与硼和水补给系统完成 的提高而增加，随H2O2浓度的提高而减少，即当溶液中H2浓度增加时，辐 的，若欲提高冷却剂硼浓度，加硼，反之减硼。通常压水堆燃料循环寿期