核電廠換料大修期一回路水化學(xué)控制

孔祥貢 李建興

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2020）02-158-01

摘 要 文章結(jié)合核電廠停堆換料大修期間一回路水化學(xué)控制的特點(diǎn)，對(duì)大修期間的水化學(xué)控制措施及影響因素進(jìn)行探討，以進(jìn)一步提升一回路水化學(xué)整體管理水平，為機(jī)組正常功率運(yùn)行創(chuàng)造良好的水化學(xué)運(yùn)行環(huán)境。

關(guān)鍵詞 核電廠 換料大修 一回路水 化學(xué)控制

核電站機(jī)組大修是核電廠重要生產(chǎn)活動(dòng)之一。機(jī)組在進(jìn)行一個(gè)周期運(yùn)行后需要對(duì)反應(yīng)堆內(nèi)核燃料進(jìn)行替換，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性和糾正性維修。反應(yīng)堆水池中的水即為一回路水，它的主要作用為在反應(yīng)堆燃料進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)時(shí)慢化中子、對(duì)反應(yīng)性進(jìn)行控制、對(duì)一回路進(jìn)行壓力控制及對(duì)主系統(tǒng)具有放射性屏蔽作用等。保證反應(yīng)堆水池水質(zhì)是核電廠檢修及運(yùn)行過(guò)程中的重中之重。

一、反應(yīng)堆水池水質(zhì)渾濁的現(xiàn)象

（一）現(xiàn)場(chǎng)巡檢

機(jī)組換料大修完成低低水位檢修工作后，對(duì)反應(yīng)堆水池進(jìn)行充水，充水過(guò)程中燃料操作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡檢，觀察水池水質(zhì)情況。待反應(yīng)堆水池充滿水時(shí)，反應(yīng)堆水池水質(zhì)靜置，此時(shí)燃料操作人員最終確認(rèn)反應(yīng)堆水池水質(zhì)情況是否滿足裝載核燃料要求。大亞灣、寧德、紅沿河等多個(gè)核電站，在此作業(yè)窗口，燃料操作人員巡視無(wú)法看見(jiàn)下部堆內(nèi)構(gòu)件燃料落座堆芯下柵格板，反應(yīng)堆水池水質(zhì)不能滿足燃料裝載需求，裝載核燃料工作暫停，投運(yùn)凈化回路，待反應(yīng)堆水池水質(zhì)滿足進(jìn)行燃料裝載操作。

（二）水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果

在反應(yīng)堆水池水質(zhì)發(fā)生渾濁后，化學(xué)專業(yè)對(duì)余熱排出系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“RRA系統(tǒng)”）泵出口、反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“PTR系統(tǒng)”）過(guò)濾器前、后進(jìn)行取樣化驗(yàn)。其中，投入凈化回路水質(zhì)改善情況舉例，列出機(jī)組一次大修反應(yīng)堆水池渾濁后投運(yùn)凈化回路后的各項(xiàng)指標(biāo)變化情況。在投運(yùn)凈化回路后，RRA系統(tǒng)泵出口、PTR系統(tǒng)過(guò)濾器前、后濁度有明顯下降，凈化回路對(duì)水質(zhì)改善較大。對(duì)水樣中Fe，Co，Ni，Cr，Si02進(jìn)行分析，水質(zhì)中各元素含量無(wú)明顯變化，與濁度無(wú)直接關(guān)系。

二、大修期間一回路水質(zhì)渾濁的原因

核電站大修過(guò)程中的檢修項(xiàng)目及試驗(yàn)可能會(huì)造成水質(zhì)渾濁原因如下：

（一）長(zhǎng)周期試驗(yàn)將雜質(zhì)充入系統(tǒng)

核電廠監(jiān)督大綱運(yùn)行試驗(yàn)按照周期執(zhí)行（如有5a執(zhí)行的一回路安全注入泵流量試驗(yàn)），這些試驗(yàn)設(shè)計(jì)的管線多年無(wú)流體流通或流體壓力較低，由于長(zhǎng)時(shí)間的積累，部分雜質(zhì)沉積于管道內(nèi)。在制定長(zhǎng)周期監(jiān)督大綱運(yùn)行試驗(yàn)過(guò)程中，沉積在管道內(nèi)的雜質(zhì)就會(huì)隨著流體進(jìn)入到一回路，進(jìn)而可能進(jìn)入到反應(yīng)堆水池中，引起水質(zhì)渾濁。

（二）壓力容器底部存在雜質(zhì)

一回路排水，壓力容器進(jìn)出口管嘴以下部分水介質(zhì)無(wú)法排除，在經(jīng)過(guò)整個(gè)低低水位期間，介質(zhì)中雜質(zhì)沉積到下部堆內(nèi)構(gòu)件及壓力容器底部，在一回路充水后，投運(yùn)RRA系統(tǒng)會(huì)使壓力容器底部和下部堆內(nèi)構(gòu)件上的雜質(zhì)被攪起，可能導(dǎo)致壓力容器內(nèi)和反應(yīng)堆水池中介質(zhì)濁度上升。

（三）一回路開(kāi)口檢修引入灰塵及有機(jī)物

機(jī)組大修期間，很多一回路相關(guān)設(shè)備開(kāi)口檢修，作業(yè)過(guò)程中可能有灰塵進(jìn)入開(kāi)口設(shè)備。

三、核電廠換料大修期間一回路水化學(xué)控制措施

結(jié)合以上分析，建議按照以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：

（一）源項(xiàng)控制

健全核電站內(nèi)部防異物控制體系，培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢修人員意識(shí)，對(duì)開(kāi)孔設(shè)備進(jìn)行及時(shí)封堵，如強(qiáng)化培訓(xùn)確保培訓(xùn)質(zhì)量、開(kāi)工前進(jìn)行交底演練等；

檢修過(guò)程中，對(duì)管道、閥門、容器內(nèi)等設(shè)備內(nèi)沉積物進(jìn)行清理，必要時(shí)進(jìn)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(kāi)口檢查人孔封堵等。

（二）過(guò)程控制

開(kāi)發(fā)離線水凈化裝置，在反應(yīng)堆水池充水過(guò)程中對(duì)反應(yīng)堆水池內(nèi)水體進(jìn)行同步凈化；在反應(yīng)堆水池充水前投入在線凈化回路，實(shí)現(xiàn)同時(shí)充水同時(shí)凈化。

（三）長(zhǎng)期預(yù)防控制

十年機(jī)組換料大修對(duì)壓力容器底部沉積物進(jìn)行清理。

四、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)實(shí)施以上改進(jìn)措施，可減小反應(yīng)堆水池水質(zhì)情況對(duì)大修的影響。

（一）提高大修工作效率

合理制定檢修計(jì)劃，充分對(duì)開(kāi)口檢修設(shè)備實(shí)施防塵措施，將會(huì)避免灰塵進(jìn)入設(shè)備及回路當(dāng)中。

在有效控制反應(yīng)堆水池水質(zhì)的情況下，同時(shí)避免了處理水質(zhì)渾濁缺陷，為機(jī)組的大修關(guān)鍵路徑工作節(jié)省了時(shí)間，可擴(kuò)大核電站經(jīng)濟(jì)效益。

（二）降低大修成本

處理反應(yīng)堆水質(zhì)渾濁需要投入設(shè)備運(yùn)行及人員成本。

（三）減少核電物資消耗

反應(yīng)堆水池水質(zhì)良好，將避免增加凈化回路濾芯更換數(shù)量，同時(shí)會(huì)避免使用一定量備件及防護(hù)用品增加核電物資消耗。

（四）減少人員受照劑量

反應(yīng)堆水池水質(zhì)良好，將避免消缺的工作班組成員接受額外作業(yè)受照劑量。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上，通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行換料大修期間一回路水化學(xué)控制各項(xiàng)措施，做好做實(shí)一回路水化學(xué)控制各項(xiàng)工作，為機(jī)組正常功率運(yùn)行創(chuàng)造良好的水化學(xué)運(yùn)行環(huán)境。

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