核電站一回路快速冷卻降溫方法的改進探討

王樹強+李軍

【摘 要】大亞灣核電站一回路氧化前的放射化學及氫含量指標達到前，一回路溫度應保持在170℃以上；一旦指標達到要求后，一回路要以最大速率（28℃/h）冷卻，不得中止，直到所能達到的最低溫度（但不應低于10℃），即使在進行一回路氧化操作時也不要停止。本文就大修期間一回路快速冷卻降溫的方法進行了分析并提出了有效的改進建議。

【關鍵詞】一回路；快速冷卻；原理；風險；方法；措施

1 背景介紹

當一回路冷卻劑溫度小于170℃，有一種氧化現象，主要會使因科鎳燃料組件格架的金屬溶入冷卻劑，這種產物（尤其是Co58）會增加大修期間的放射性活度。一回路添加雙氧水（H2O2）進行氧化處理可使其快速完成溶入過程，然后通過下泄過濾器和除鹽床可以有效地將放射性產物除去。但氧化處理在90℃以下才有效，并且雙氧水不可以在80℃以前注入以免腐蝕，因此從170℃平臺到80℃注雙氧水之間的時間間隔要盡量短。一回路氧化前的放射化學及氫含量指標達到前，一回路溫度應保持在170℃以上；一旦指標達到要求后，一回路要以最大速率（28℃/h）冷卻，不得中止，直到所能達到的最低溫度（但不應低于10℃），即使在進行一回路氧化操作時也不要停止。具體要求為：

1）從177℃平臺到開始氧化之間的時間間隔要盡量短；

2）一旦放射性化學分析和H2指標達到后，一回路要以最大速率（28℃/h）冷卻，不得中止；

3）氧化以及后續操作期間一回路仍需以28℃/h速率冷卻，直到所能達到的最低溫度。

2 目前存在的問題

1）在一回路溫度170℃平臺沒有重視停留時間，沒有明確只有在一回路開始降溫后才可以低于170℃，導致在170℃平臺耗費大量時間；

2）一回路冷卻速率較慢，根據以往數據顯示連20℃/h都沒達到；

3）氧化后的冷卻速率重視不夠。主要有兩個問題需要關注：一是，氧化峰值出現后的降溫一般不是太重視；二是，此時如果進一步快速降溫就需要在保持兩臺RRA泵運行的情況下，關小RRA013VP，否則一回路不可能快速冷卻了，實際上在一回路從100多度降溫時就已經面臨該問題了，那么RRA013VP到底可以關小到多少，有無什么限制，這個問題沒有澄清。

3 改進措施

為盡量減少一回路集體劑量，大修從170℃冷卻到一回路最低溫度，按以下思路控制，目的就是以盡量最短時間完成過渡，也就是盡量以28℃/h的最大速率冷卻。

冷卻速率隨著一回路溫度的降低，冷卻速率會變慢可以依次啟動第二臺RRA泵——逐漸開大直至全開RRA024/025VP——再關小RRA013VP等保證降溫速率，調整過程要根據一回路的降溫速率頻繁調節。

一回路放射性降到《放射化學規范》要求值以下后，就可以停運三臺主泵，停主泵時，要先停兩臺，最后再停蒸汽發生器最先有開口進人工作的那個環路主泵，主要是因為主泵運行時可以快速降低蒸汽發生器的溫度，而先停兩臺，目的就是盡量減少一回路產熱，盡最大可能整體降低一回路和蒸汽發生器的溫度（三臺主泵運行時一回路可冷卻到60多度，到最后主泵全停，一回路一般可降到40度以下）。

另外要特別注意以下幾點：

1）以往大修中170℃平臺工作盡量維持在170-180℃之間進行，已通過計劃安排來優化控制；

2）一旦開始冷卻，正常情況不中止，包括80度平臺氧化，時刻關注調整冷卻速率，盡量達到均值28℃/h；為避免超出，需要增加調整頻率，為了避免違反技術規范，任何時候不可超56℃/h；

3）正常氧化時以及氧化后冷卻速率嚴格按程序控制在28℃/h；

4）影響氧化的工作都需要提前落實，做到不耽擱，氧化條件的滿足、TSD RCV 01實施、最后的吹掃、氫氧分離操作等做好統籌。

4 注意事項及反饋

1）提前準備好每個溫度平臺的操作，包括操作單準備和專業的協調。實施過程中，現場安排有三組人員，A組專門負責雙氧水注入操作，B組負責實施H2/O2分離第二步，C組負責實施TSD RCV 01 的隔離/解除隔離以及雙氧水注入后容控箱的空氣吹掃。

2）177℃降溫前狀態：RRA013VP自動，RRA024/025VP開度35%左右，RRA雙泵運行，開始降溫后根據RCP056MT（溫度梯度）逐漸開大RRA024/025VP，每次約開啟3%左右，以保證28℃/h的冷卻速率，當降溫后期RRA024/025VP全開后也不能滿足降溫速率，需要及時調節RRA013VP來降溫。最終達到80℃后的經驗數據是RRA024/025VP全開，RRA013VP 35%開度，RRA流量大約1480t/h。

3）降溫過程中優先使用9REA003BA，同時通過9TEP007BA給9REA003BA補硼，大約需要3-4罐，避免降溫過程中切換硼罐而中斷冷卻。

4）降溫前提前計算好從177℃降溫到80℃的冷卻收縮量和硼化量，按照總量來控制，保證在降溫過程中可以一直使用硼化操作，而不必因為3？準調整工作導致中斷冷卻；根據計算器計算從170℃到80℃的硼化量后，主體思路就是不間斷冷卻，使用硼化來補償收縮，一但達到要求硼濃度后設置自動補償即可。

5）雙氧水注入后，手動增加上充使下泄流量增加至27m3/h，保證以最大流量進行凈化提高凈化效率。增加下泄流量至27m3/h加快凈化，關注RCV001/003/004FI壓差，一旦壓差高需立即更換。

5 結論

近兩年大亞灣核電站從170℃冷卻都能做到冷卻速率接近28℃/h，不但可節約關鍵路徑約1.5小時，而且大大減少了在一回路冷卻劑溫度小于170℃的時間，銦科鎳柵格組件的金屬溶入冷卻劑的產物（尤其是Co58）增加大修期間的放射性活度的數量，有效的降低了一回路的放射性活度。

【參考文獻】

[1]廣東核電培訓中心900MW壓水堆核電站系統與設備[M].原子能出版社，2007.

[2]L-OP-O-2-POT-003嶺澳核電站大修程序.

[責任編輯：田吉捷]