核電廠換料大修期一回路水化學控制

孔祥貢 李建興

中圖分類號：TM623 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2020）02-158-01

摘 要 文章結合核電廠停堆換料大修期間一回路水化學控制的特點，對大修期間的水化學控制措施及影響因素進行探討，以進一步提升一回路水化學整體管理水平，為機組正常功率運行創造良好的水化學運行環境。

關鍵詞 核電廠 換料大修 一回路水 化學控制

核電站機組大修是核電廠重要生產活動之一。機組在進行一個周期運行后需要對反應堆內核燃料進行替換，同時對設備進行預防性和糾正性維修。反應堆水池中的水即為一回路水，它的主要作用為在反應堆燃料進行鏈式反應時慢化中子、對反應性進行控制、對一回路進行壓力控制及對主系統具有放射性屏蔽作用等。保證反應堆水池水質是核電廠檢修及運行過程中的重中之重。

一、反應堆水池水質渾濁的現象

（一）現場巡檢

機組換料大修完成低低水位檢修工作后，對反應堆水池進行充水，充水過程中燃料操作人員在現場進行巡檢，觀察水池水質情況。待反應堆水池充滿水時，反應堆水池水質靜置，此時燃料操作人員最終確認反應堆水池水質情況是否滿足裝載核燃料要求。大亞灣、寧德、紅沿河等多個核電站，在此作業窗口，燃料操作人員巡視無法看見下部堆內構件燃料落座堆芯下柵格板，反應堆水池水質不能滿足燃料裝載需求，裝載核燃料工作暫停，投運凈化回路，待反應堆水池水質滿足進行燃料裝載操作。

（二）水質化驗結果

在反應堆水池水質發生渾濁后，化學專業對余熱排出系統（簡稱“RRA系統”）泵出口、反應堆換料水池和乏燃料水池的冷卻和處理系統（簡稱“PTR系統”）過濾器前、后進行取樣化驗。其中，投入凈化回路水質改善情況舉例，列出機組一次大修反應堆水池渾濁后投運凈化回路后的各項指標變化情況。在投運凈化回路后，RRA系統泵出口、PTR系統過濾器前、后濁度有明顯下降，凈化回路對水質改善較大。對水樣中Fe，Co，Ni，Cr，Si02進行分析，水質中各元素含量無明顯變化，與濁度無直接關系。

二、大修期間一回路水質渾濁的原因

核電站大修過程中的檢修項目及試驗可能會造成水質渾濁原因如下：

（一）長周期試驗將雜質充入系統

核電廠監督大綱運行試驗按照周期執行（如有5a執行的一回路安全注入泵流量試驗），這些試驗設計的管線多年無流體流通或流體壓力較低，由于長時間的積累，部分雜質沉積于管道內。在制定長周期監督大綱運行試驗過程中，沉積在管道內的雜質就會隨著流體進入到一回路，進而可能進入到反應堆水池中，引起水質渾濁。

（二）壓力容器底部存在雜質

一回路排水，壓力容器進出口管嘴以下部分水介質無法排除，在經過整個低低水位期間，介質中雜質沉積到下部堆內構件及壓力容器底部，在一回路充水后，投運RRA系統會使壓力容器底部和下部堆內構件上的雜質被攪起，可能導致壓力容器內和反應堆水池中介質濁度上升。

（三）一回路開口檢修引入灰塵及有機物

機組大修期間，很多一回路相關設備開口檢修，作業過程中可能有灰塵進入開口設備。

三、核電廠換料大修期間一回路水化學控制措施

結合以上分析，建議按照以下幾方面進行改進：

（一）源項控制

健全核電站內部防異物控制體系，培養現場檢修人員意識，對開孔設備進行及時封堵，如強化培訓確保培訓質量、開工前進行交底演練等；

檢修過程中，對管道、閥門、容器內等設備內沉積物進行清理，必要時進行沖洗處理，如大閥檢修閥腔封堵、泵體及連接管道封堵、容器開口檢查人孔封堵等。

（二）過程控制

開發離線水凈化裝置，在反應堆水池充水過程中對反應堆水池內水體進行同步凈化；在反應堆水池充水前投入在線凈化回路，實現同時充水同時凈化。

（三）長期預防控制

十年機組換料大修對壓力容器底部沉積物進行清理。

四、改進后的優點

通過實施以上改進措施，可減小反應堆水池水質情況對大修的影響。

（一）提高大修工作效率

合理制定檢修計劃，充分對開口檢修設備實施防塵措施，將會避免灰塵進入設備及回路當中。

在有效控制反應堆水池水質的情況下，同時避免了處理水質渾濁缺陷，為機組的大修關鍵路徑工作節省了時間，可擴大核電站經濟效益。

（二）降低大修成本

處理反應堆水質渾濁需要投入設備運行及人員成本。

（三）減少核電物資消耗

反應堆水池水質良好，將避免增加凈化回路濾芯更換數量，同時會避免使用一定量備件及防護用品增加核電物資消耗。

（四）減少人員受照劑量

反應堆水池水質良好，將避免消缺的工作班組成員接受額外作業受照劑量。

五、結語

綜上，通過嚴格執行換料大修期間一回路水化學控制各項措施，做好做實一回路水化學控制各項工作，為機組正常功率運行創造良好的水化學運行環境。

參考文獻：

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