核电厂换料大修期一回路水化学控制

    孔祥贡 李建兴

    中图分类号：TM623 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2020）02-158-01

    摘 要 文章结合核电厂停堆换料大修期间一回路水化学控制的特点，对大修期间的水化学控制措施及影响因素进行探讨，以进一步提升一回路水化学整体管理水平，为机组正常功率运行创造良好的水化学运行环境。

    关键词 核电厂 换料大修 一回路水 化学控制

    核电站机组大修是核电厂重要生产活动之一。机组在进行一个周期运行后需要对反应堆内核燃料进行替换，同时对设备进行预防性和纠正性维修。反应堆水池中的水即为一回路水，它的主要作用为在反应堆燃料进行链式反应时慢化中子、对反应性进行控制、对一回路进行压力控制及对主系统具有放射性屏蔽作用等。保证反应堆水池水质是核电厂检修及运行过程中的重中之重。

    一、反应堆水池水质浑浊的现象

    （一）现场巡检

    机组换料大修完成低低水位检修工作后，对反应堆水池进行充水，充水过程中燃料操作人员在现场进行巡检，观察水池水质情况。待反应堆水池充满水时，反应堆水池水质静置，此时燃料操作人员最终确认反应堆水池水质情况是否满足装载核燃料要求。大亚湾、宁德、红沿河等多个核电站，在此作业窗口，燃料操作人员巡视无法看见下部堆内构件燃料落座堆芯下栅格板，反应堆水池水质不能满足燃料装载需求，装载核燃料工作暂停，投运净化回路，待反应堆水池水质满足进行燃料装载操作。

    （二）水质化验结果

    在反应堆水池水质发生浑浊后，化学专业对余热排出系统（简称“RRA系统”）泵出口、反应堆换料水池和乏燃料水池的冷却和处理系统（简称“PTR系统”）过滤器前、后进行取样化验。其中，投入净化回路水质改善情况举例，列出机组一次大修反应堆水池浑浊后投运净化回路后的各项指标变化情况。在投运净化回路后，RRA系统泵出口、PTR系统过滤器前、后浊度有明显下降，净化回路对水质改善较大。对水样中Fe，Co，Ni，Cr，Si02进行分析，水质中各元素含量无明显变化，与浊度无直接关系。

    二、大修期间一回路水质浑浊的原因

    核电站大修过程中的检修项目及试验可能会造成水质浑浊原因如下：

    （一）长周期试验将杂质充入系统

    核电厂监督大纲运行试验按照周期执行（如有5a執行的一回路安全注入泵流量试验），这些试验设计的管线多年无流体流通或流体压力较低，由于长时间的积累，部分杂质沉积于管道内。在制定长周期监督大纲运行试验过程中，沉积在管道内的杂质就会随着流体进入到一回路，进而可能进入到反应堆水池中，引起水质浑浊。

    （二）压力容器底部存在杂质

    一回路排水，压力容器进出口管嘴以下部分水介质无法排除，在经过整个低低水位期间，介质中杂质沉积到下部堆内构件及压力容器底部，在一回路充水后，投运RRA系统会使压力容器底部和下部堆内构件上的杂质被搅起，可能导致压力容器内和反应堆水池中介质浊度上升。

    （三）一回路开口检修引入灰尘及有机物

    机组大修期间，很多一回路相关设备开口检修，作业过程中可能有灰尘进入开口设备。

    三、核电厂换料大修期间一回路水化学控制措施

    结合以上分析，建议按照以下几方面进行改进：

    （一）源项控制

    健全核电站内部防异物控制体系，培养现场检修人员意识，对开孔设备进行及时封堵，如强化培训确保培训质量、开工前进行交底演练等；

    检修过程中，对管道、阀门、容器内等设备内沉积物进行清理，必要时进行冲洗处理，如大阀检修阀腔封堵、泵体及连接管道封堵、容器开口检查人孔封堵等。

    （二）过程控制

    开发离线水净化装置，在反应堆水池充水过程中对反应堆水池内水体进行同步净化；在反应堆水池充水前投入在线净化回路，实现同时充水同时净化。

    （三）长期预防控制

    十年机组换料大修对压力容器底部沉积物进行清理。

    四、改进后的优点

    通过实施以上改进措施，可减小反应堆水池水质情况对大修的影响。

    （一）提高大修工作效率

    合理制定检修计划，充分对开口检修设备实施防尘措施，将会避免灰尘进入设备及回路当中。

    在有效控制反应堆水池水质的情况下，同时避免了处理水质浑浊缺陷，为机组的大修关键路径工作节省了时间，可扩大核电站经济效益。

    （二）降低大修成本

    处理反应堆水质浑浊需要投入设备运行及人员成本。

    （三）减少核电物资消耗

    反应堆水池水质良好，将避免增加净化回路滤芯更换数量，同时会避免使用一定量备件及防护用品增加核电物资消耗。

    （四）减少人员受照剂量

    反应堆水池水质良好，将避免消缺的工作班组成员接受额外作业受照剂量。

    五、结语

    综上，通过严格执行换料大修期间一回路水化学控制各项措施，做好做实一回路水化学控制各项工作，为机组正常功率运行创造良好的水化学运行环境。

    参考文献：

    [1]刘衡，魏挺.宁德核电一号机组一回路水质控制[J].辐射防护通讯，2014，34（5）：2.

    [2]DL/T956-2005，火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则[S].

    [3]张海峰，席前锋，等.核电厂蒸汽发生器传热管运行维护[J].科技视界，2016（8）：219.