“ 華龍一號” 加氫鈍化工藝實施期間一回路水化學控制

摘 要：簡述了某“ 華龍一號” 反應堆為滿足熱態功能試驗（ HFT） 期間一回路加氫鈍化工藝實施的水化學要求而在化學平臺、熱停平臺、一回路升溫與降溫等階段所采取的水質控制方法，并對水化學控制的實施結果進行了分析。控制結果顯示，該機組加氫鈍化實施過程各水質指標均被控制在預期范圍。

關鍵詞：華龍一號;加氫鈍化;水化學控制

中圖分類號：TL75+ 2;TL353+ . 5 文獻標識碼：A

一回路鈍化是核電機組調試啟動熱態功能試驗（HFT） 期間進行的一項特定金屬表面處理工藝。通過維持適當的水化學條件，實施鈍化后反應堆一回路內表面可形成富鉻、均勻的保護氧化層[1-2] 。加氫鈍化較自然鈍化具有加速鎳基合金表面鈍化生成速率、使鈍化層更加致密、促進金屬表面松散氧化物脫落等作用，更有利于保護反應堆一回路壓力邊界的完整，降低商運后一回路的輻射場[3-5] ，已在國內外多家核電廠實施[6-7] 。

“華龍一號”一回路加氫鈍化參考EPR 機組，由預氧化、硼化和強制氧化三道工藝組成[8-10] 。預氧化在熱停平臺進行，能使一回路內表面發生氧化還原反應形成金屬氧化物層，時間不得低于300 h[11-12] 。硼化在臨近熱停平臺結束進行，偏酸性環境可去除金屬氧化物層外部不穩定的氧化物并鞏固內部氧化物層[13-15] ，時間不得低于24 h。強制氧化在下行階段一回路溫度降為80 ℃ 時執行，目的是通過往一回路加入雙氧水促進金屬表面氧化物脫落，防止商運后被堆芯中子活化增加一回路放射性源項[16-19] 。在整個工藝實施過程中各水化學指標需全部滿足規范要求，否則機組必須后撤或者延長鈍化時間。

本文所述機組是首臺執行一回路加氫鈍化工藝的“華龍一號”核電機組，通過對該機組為滿足加氫鈍化水化學控制要求所采取的控制方法、實施過程及結果的介紹，以期為其它類似機組提供參考借鑒。

1 水化學控制要求

“華龍一號”加氫鈍化一回路水化學控制指標主要分為四類，分別為溶解氣體（溶解氫、氧）、硼和鋰（用以調節pH 值）、雜質（鈉、鈣、鎂、鋁、硅、氯化物、氟化物、硫酸鹽和懸浮物） 和腐蝕產物（鐵、鉻和鎳）。另有總電導率指標，該指標反映了一回路中所有陰陽離子的總體含量。預氧化、硼化（天然硼）和強制氧化各工藝過程一回路水化學控制指標及要求列于表1，鈍化輔助過程水化學控制指標及要求列于表2。

2 水化學控制的實施

預氧化、硼化和氧化工藝實施過程及一回路除氣、化學平臺、穩壓器建汽腔等操作與一回路溫度、壓力的關系如圖1 所示。為保證加氫鈍化各項工藝順利實施，穩壓器氣腔建立前化學平臺期間一回路需除氧并注入硼酸，隨后在上行階段完成一回路溶解氫注入和氫氧化鋰調節工作，保證一回路溫度在升高至275 ℃ 開始預鈍化時各水化學指標滿足要求。當硼化工藝實施結束后，反應堆一回路要進一步提高硼酸濃度而后進入下行階段，該階段必須加強一回路水質凈化并完成強制氧化工作，最后當一回路鎳濃度小于100 μg/ kg 后加氫鈍化工作即結束。