[發(fā)明專利]壓水反應(yīng)堆機(jī)組一回路冷卻劑pHT的控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811253472.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN109545413A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王柱;李鵬;韓會(huì)娟;周佳;葛智偉;楚建偉;劉子濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司
• 主分類號(hào): G21C19/307
• 分類號(hào): G21C19/307
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 廖金暉;彭家恩

本發(fā)明公開了一種壓水反應(yīng)堆機(jī)組一回路冷卻劑pH_T的控制方法，包括如下步驟：機(jī)組采用富集硼酸進(jìn)行反應(yīng)性控制化學(xué)補(bǔ)償，其¹⁰B豐度不低于37％，總硼濃度≤1650mg/kg；機(jī)組處于熱停階段，調(diào)節(jié)冷卻劑pH_T快速達(dá)到并保持恒定值7.15～7.25之間；機(jī)組處于功率運(yùn)行階段，維持冷卻劑pH_T值在7.15～7.25之間并盡可能恒定；從機(jī)組熱停階段直至功率運(yùn)行階段，控制一回路鋰濃度≤4mg/kg。本控制方法可防止高鋰濃度所增加的燃料包殼腐蝕以及可能誘發(fā)一回路材料應(yīng)力腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)；另外從熱停階段即維持高和恒定的pH_T有利于材料腐蝕的控制和腐蝕產(chǎn)物的釋放，從而有利于控制輻照?qǐng)觥?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及核反應(yīng)堆一回路冷卻劑的水化學(xué)控制技術(shù)，具體涉及一種壓水反應(yīng)堆機(jī)組一回路pH_T的控制方法。

背景技術(shù)

壓水反應(yīng)堆機(jī)組在功率運(yùn)行期間，一回路處于高溫、高壓和強(qiáng)輻射環(huán)境，材料和冷卻劑之間會(huì)發(fā)生交互作用而引起材料腐蝕，特別是采用硼酸進(jìn)行反應(yīng)性調(diào)節(jié)所引起結(jié)構(gòu)材料以及包殼合金的弱酸性腐蝕對(duì)電站三道安全屏障的前兩道屏障(燃料包殼、一二回路壓力邊界)的完整性構(gòu)成威脅。隨著腐蝕產(chǎn)物的釋放、遷移、沉積活化、再遷移、再沉積，會(huì)形成堆芯外輻照?qǐng)觯黾庸ぷ魅藛T受照劑量。另外，據(jù)反饋壓水堆機(jī)組運(yùn)行期間均會(huì)遭遇軸向偏移異常(AOA)問題，這與燃料組件表面沉積的含硼腐蝕產(chǎn)物相關(guān)。

EPR(歐洲壓水堆)為三代核電技術(shù)，采用高豐度鈾-235燃料，反應(yīng)堆堆芯功率密度提高，燃耗加深，燃料循環(huán)為較長(zhǎng)周期的18個(gè)月。這種設(shè)計(jì)使一回路冷卻劑水化學(xué)控制趨于復(fù)雜，水化學(xué)控制難度增加。

壓水堆核電站反應(yīng)性控制的方法之一是使用硼酸，其中起作用的是元素¹⁰B(在硼同位素中，¹⁰B是唯一有效吸收中子的同位素)。EPR機(jī)組采用高U-235濃度的混合燃料，因此反應(yīng)性控制要求的¹⁰B濃度較高。為此考慮了兩種方案：①采用天然硼酸，這樣總硼濃度較高。②采用富集硼酸，即提高¹⁰B豐度，從而可以相應(yīng)降低總硼濃度。根據(jù)核安全的要求和國(guó)際同類電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋，最終確定采用富集硼酸進(jìn)行反應(yīng)性調(diào)節(jié)。

反應(yīng)性調(diào)節(jié)工藝確定后，與之俱來的是考慮機(jī)組運(yùn)行期間如何降低硼酸對(duì)各類材料造成的腐蝕以及腐蝕產(chǎn)物的釋放、改善各腐蝕產(chǎn)物遷移行為和再沉積特性，從而確保屏障完整性并降低人員受照劑量、避免AOA等問題。通過一回路pH_T調(diào)節(jié)可以有效解決上述這些問題，即通過向一回路加鋰或除鋰的方式實(shí)現(xiàn)一回路pH_T調(diào)節(jié)。

pH_T調(diào)節(jié)主要通過其對(duì)一回路腐蝕產(chǎn)物溶解度和穩(wěn)定性的作用來實(shí)現(xiàn)，即其會(huì)影響腐蝕產(chǎn)物的釋放和在系統(tǒng)表面的再沉積從而影響輻照?qǐng)觥Ｒ虼耍珽PR機(jī)組pH_T優(yōu)化原則是在堆芯外實(shí)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物溶解度盡量低，從而使腐蝕產(chǎn)物遷移和沉積量盡可能少；同時(shí)，在堆芯金屬溶解度盡量與溫度正相關(guān)(金屬溶解度隨溫度上升而增加)，以限制金屬在堆芯的沉積和活化。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N可有效控制壓水反應(yīng)堆機(jī)組一回路材料腐蝕和控制輻照?qǐng)龅膒H_T的控制方法。

一種實(shí)施例中提供一種壓水反應(yīng)堆機(jī)組一回路pH_T的控制方法，包括如下步驟：

機(jī)組采用富集硼酸進(jìn)行反應(yīng)性控制化學(xué)補(bǔ)償，其¹⁰B豐度不低于37％，總硼濃度≤1650mg/kg；

機(jī)組處于熱停階段，調(diào)節(jié)冷卻劑pH_T快速達(dá)到并保持恒定值7.15～7.25之間；

機(jī)組處于功率運(yùn)行階段，維持冷卻劑pH_T值在7.15～7.25之間并保持恒定；