[發明專利]一種核電站反應堆冷卻劑系統氧化停堆前溶解氫含量控制方法

有效

• 申請號: 202010948374.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112233827B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 賴宏宇;蔡金平;吳忠良;鄭梅芳;史慧梅;田民順;陳勇;黃成;劉祥亭;鄧清泉;王駿;李江鵬;連靚雯
• 申請（專利權）人: 福建福清核電有限公司
• 主分類號: G21C17/022
• 分類號: G21C17/022;G21C15/18
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 蔡麗

本發明涉及核反應堆熱工水利技術領域，尤其涉及一種核電站反應堆冷卻劑系統氧化停堆前溶解氫含量控制方法。所述方法為：反應堆次臨界前72小時～48小時，控制穩壓器氣相管線吹掃壓力及主冷卻劑回路溶氫量；反應堆次臨界前48小時～24小時，控制主冷卻劑回路溶氫量；反應堆次臨界前24小時至次臨界時，控制主冷卻劑回路溶氫量；反應堆次臨界至穩壓器汽腔淹沒，確認氫氣含量；在汽腔淹沒過程中，控制抬水位速率；汽腔完全淹沒之后中斷掃氣；主冷卻劑回路的汽腔淹沒至氧化運行，容積控制箱氣相持續氮氣吹掃；確認主冷卻劑回路溶氫量及主系統降溫后，氧化運行。本發明避免滅汽腔后溶氫反彈，使氧化停堆主線時間可控，保證經濟效益最大化。

技術領域

本發明涉及核反應堆熱工水利技術領域，尤其涉及一種核電站反應堆冷卻劑系統氧化停堆前溶解氫含量控制方法。

背景技術

氫是一種還原氣體。在核電站反應堆冷卻劑系統(RCP)中添加氫的目的是為了抑制水的輻射分解產生氧化劑。氫也可與水中的氧自由基結合，從而去除水中的氧。在功率運行模式下RCP系統通過與其相連的化學和容積控制系統(RCV)的容積控制箱(RCV002BA)保持氫覆蓋，保證有一個足夠的還原環境。一般情況下，RCP系統溶解氫含量需足夠高，以限制水的輻射分解；同時也不能太高，以防止鋯合金的氫脆風險及蒸汽發生器690合金傳熱管一次側的應力裂紋腐蝕風險。

國內M310核電機組一般將功率運行模式下RCP系統中溶解氫含量期望值定在25～35mL/kg，限值定在20～50mL/kg。

M310核電機組在每次燃料循環末期需打開RCP系統進行更換核燃料及檢修等操作，此狀態會導致RCP系統與空氣直接接觸。為防止H₂/O₂混合爆炸風險，在RCP系統打開前應先用氮氣置換掉溶解氫，確保溶解氫含量＜3mL/kg后加入雙氧水進行氧化運行，促使腐蝕產物提前集中“釋放”，并通過加大RCV系統的凈化流量，有效減少腐蝕產物在設備及管道表面沉積，盡可能降低換料大修期間的人員輻射劑量。

如圖1所示，M310核電機組在正常運行發電時為了維持RCP系統壓力穩定，設有與RCP系統相連的穩壓器(PZR)，將壓力維持在15.5MPa.a的整定值附近，以防止一回路冷卻劑汽化。穩壓器內貯有兩相狀態的水，水和蒸汽都處在確定的壓力所對應的同一溫度上，依靠PZR噴淋閥和加熱器進行壓力調節，同時可緩沖一回路系統水容積的迅速變化。

在M310核電機組氧化冷停堆的過程中，一般：1、通過使用金屬軟管將PZR上部的化學取樣管線連接到硼回收系統(TEP)前置箱掃氣將RCP系統氫氣導出；2、通過RCV002BA補入氮氣進行氣體置換；3、通過啟動TEP系統除氣器除去溶氫；4、通過RCV系統減小下泄流量、增加上充流量，抬水位使PZR汽腔淹沒。汽腔淹沒后，即用RCV系統控制一回路壓力完成泄壓后開展氧化運行。現有技術中，一般是通過經驗控制氮氣置換溶解氫及PZR汽腔淹沒的過程，但容易在汽腔淹沒過程中使PZR氣相中的氫氣回溶到RCP水相中，使溶氫反彈，甚至超過3mL/kg，制約機組后續加入雙氧水，延長了機組氧化停堆主線時間，增加了成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種核電站反應堆冷卻劑系統氧化停堆前溶解氫含量控制方法，避免滅汽腔后溶氫反彈，使氧化停堆主線時間可控，保證經濟效益最大化。

本發明提供了一種核電站反應堆冷卻劑系統氧化停堆前溶解氫含量控制方法，包括：

步驟S1：反應堆次臨界前72小時～48小時，進行掃氣，控制穩壓器氣相管線吹掃壓力為0.15～0.6MPa，控制主冷卻劑回路溶氫量為20～25mL/kg；

步驟S2：反應堆次臨界前48小時～24小時，隔離容積控制箱的氫氣源，進行氮氣覆蓋；控制主冷卻劑回路溶氫量；

步驟S3：反應堆次臨界前24小時至次臨界時，控制主冷卻劑回路溶氫量；在次臨界前1小時，溶解氫盡可能接近5mL/kg；