[發明專利]一種降低核電站集體劑量的停堆氧化運行工藝

在審

• 申請號: 202111470136.5
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114300169A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 梁維江;方軍;孫其良;林根仙;李富海;呂傳君;孫珂;孫云;孟鴻強;黃新明
• 申請（專利權）人: 嶺澳核電有限公司;蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D1/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 俞春雷

本發明公開了一種降低核電站集體劑量的停堆氧化運行工藝，包括如下步驟：降低一回路中冷卻劑的溫度至第一溫度閾值后，開始降低一回路中冷卻劑中的氫氣濃度，當氫氣濃度降低至濃度閾值之后，且一回路中冷卻劑的溫度降低至第二溫度閾值后，向一回路中注入雙氧水，之后向一回路中通入混合氣體進行吹掃；所述雙氧水至少注入三次，每次注入間隔單元時間以上；所述混合氣體為含有臭氧的氣體，所述臭氧占所述混合氣體的體積分數為10％以下。本發明的降低核電站集體劑量的停堆氧化運行工藝，通過臭氧與雙氧水協同作用可以互相強化氧化效果；材料及測試成本低，操作簡單，可實施程度高，無需額外增加設備或對一回路系統進行改造。

技術領域

本發明涉及核安全技術領域，具體涉及一種降低核電站集體劑量的大修氧化運行工藝。

背景技術

集體劑量是衡量核電站輻射防護水平的重要指標。輻射源項是核電站職業照射的源頭，也是輻射防護設計的基礎，其中活化腐蝕產物貢獻了約90％的劑量。因此，活化腐蝕產物源項控制是降低集體劑量最有力的手段。活化腐蝕產物主要有兩種形式：一回路冷卻劑中的溶解和非溶解態的活化腐蝕產物以及沉積在一回路系統和管道上的活化腐蝕產物。根據國內外核電站的監測數據和運行經驗表明，超過80％的集體劑量來自于大修期間由于系統設備表面的活化腐蝕產物沉積源項導致的外照射。

目前，國內外降低源項的方法主要有材料替代、放射性去污、一回路水化學優化等，其中材料替代可從根源上減少活化腐蝕產物的產生，但涉及一回路系統初始設計和新材料的發展，短期難以實現；放射性去污無法從根本上解決源項來源問題，且設備復雜，在去污過程中對集體劑量仍有貢獻；通過水化學控制，可以有效減少一回路活化腐蝕產物，良好的水化學控制甚至能夠起到材料替代的效果。

一回路水化學優化控制包括功率運行水化學優化控制和冷停堆氧化運行優化控制，其中冷停堆氧化運行優化通過停堆末期向一回路系統引入氧化劑，使冷卻劑進入酸性氧化性環境，促使腐蝕產物快速、集中釋放，通過凈化回路實現集中處理，可減少活化腐蝕產物在系統內表面的沉積，降低設備、管道的輻射水平，降低大修集體劑量，該方法越來越受到核電行業的認可。然而，我國現有的核電站在停堆大修時，或者不進行氧化運行優化，或者借鑒法國、美國等國經驗，通過簡單的向一回路系統一次性注入過氧化氫完成氧化運行，氧化運行工藝較為簡單，雖然可以降低管道的輻射水平，但效果不夠理想，仍有較大提升空間。

此外，我國在役核電站運行技術主要借鑒法國、美國、俄羅斯等國技術和經驗，自主開發或改進的新技術、新工藝很少，在國際核電領域的影響力與競爭力還較為有限。

有鑒于此，我國核電行業需要發展改進的或者新的停堆氧化運行工藝，一方面可以增強我國核電站的大修氧化運行效果，進一步降低機組人員大修劑量，提升我國核電的輻射防護先進水平；另一方面，在我國核電自主化與走出去的背景下，發展具有自主知識產權的新的停堆氧化運行工藝，可以有效提高我國在國際核電領域的影響力和競爭力。

核電運行因其特殊性、復雜性和敏感性，對新技術和新工藝的使用十分慎重。以核電站大修氧化運行為例，因雙氧水僅含有氫和氧元素，發生反應不會引入其它雜質離子，因此核電廠一般選擇雙氧水作為氧化劑。常規的氧化劑因為可能引入雜質離子難以被核電站采用，因此自雙氧水氧化運行工藝問世以來，此工藝沒有任何改進。

發明內容

有鑒于此，為了克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種降低核電站集體劑量的大修氧化運行工藝，采用臭氧與雙氧水協同，氧化效果更好，可以有效降低核電站機組大修集體劑量。

為了達到上述目的，本發明采用以下的技術方案：