水化学在核电厂回路腐蚀控制中的应用

1、一回路和二回路水化学在核电厂回路腐蚀控制中的应用EDF.GDL:Pierre TILLETFRAMATOME:Christian BRUN法国电力公司编制的化学和放射化学规格书开头这一部分是E NORDMANN溥士在匈牙秘PAKS核电r1999年组织的第四次寤蚀研讨会铙发表文章的摘要。法国电力公司(EDF已制定了由58座压水堆采用的一整套化学和放射化学规格书,其中包括:规定的化学参数和监测额度,规定的预期值和限值.包括有待采取的补救行动.这些作为世界范围参考标准之一的技术规格书,在1997年已作了修订,以便把化学规格书和放射化学规格书纳入同一份文件。大亚湾使用这些规格书作为导则。这些接末撬格书

2、的8的化学和放射化学的主要目的是参与三道保护屏障,其办法是:为核电厂化学家提供已针对其实际情况作了修改的同一策略。按照标准化的法国设计数据使化学的技术经济方面最优化:.正常达到的预期值,如超出即有可能后果的限值。对最重要的参数给出补救亍动的各种行动水平。化学和放射化学是核电厂运行指示书的组成部分其他的修订正在定稿。化学参数的在线益弱最重要化学参数受到在线监测,目的是为了:可靠的测量,留卅时问来采取耳种办法.以实现良好化学状态。在线监测器收集的数据被传输到机组控制室,并在超过化学规格书规定的阈值时报警。(在法国,化学家不值班l。画路求化学丰要目的儡持良好回路水化学的主要目的是:使一回路部件材料(

3、燃料组件包壳、不锈钢管道、反应堆压力容器不锈钢覆面、蒸汽发生器管等具有低腐蚀率,以降低剂量率和完整性遭到破坏的风险,使燃料组件r的沉积物很少(轴向不均匀,没有局部恶化。在正常运行时受到监测的一回路水参数表对硼和氢进行在线监测。对氧、氯化物、氟化物、硫酸根、钠、电离二氧化硅、钙、镁和铝进行定期监测。硼,锂协调化学举例24一7运行限于天iq路啦t。÷。主要目的慌挎良好同路水化羊的.要|1E1造控制铡合套的低氨腐蚀、碱剀的低流动加速腐蚀(FAC卒.蠢汽发牛器Inconel600管的有限的应力腐蚀裂纹,并且发有点蚀或燕汽发牛器箭的其他tj:侧帱蚀.很少沉积物(燕汽技L器一次I!|_管求结目:

4、j咀侏持f热能力。EDF的二回路水调理策略。同路水涮理基j以P声诮:对使用铜材料的棱电厂.选择25"C给水的低PH值(9.J到9.3,办法是:羽吗啉f4到6ppm柬般少给水殴各的浙L劬11】建腐色和蒸汽段生器结垢.如粜焦汽发生器山等蜘,1或汽水分离再热器系统(MSRS彳流动加速鸠蚀,担刚乙醇胺代替,硐联氨的最忙值>10ppb嬗过获得迅原景件来刈7一J钒阼门和.次删瞄蚀.fII为了葫I。:氮幅弛要用自限位(NH4<300ppb.一拓祟蕃汽发4器Inconel600MA让腾融.舰注八硼酸800ppb对未使用铜材料的核电厂,选择25给水的高pH值(9.5到9.6,办法是:羽吗啉

5、(6ppm来城少给水设备的流zJ/JI眭幅蚀和蕉汽敏生器结垢,如果簋汽艇乍器内部构rl 或MSRS有流葫加堰腐蚀.要¨J乙醇胺代箭.rf联氨的最仔值(50到100ppb通i=I执得进蟓条件来划f钮仔作川和一敬侧腐蚀,仙为,玑J F喝蚀,侵蚀和蒸汽艇生器垢要川有限佃.一拓果萎汽发器Inconel600MA管腐蚀.瓤,F八硼酸(800ppb注意:埘J在给水pH值为9.7时川氨调理的未使用铜材料的核电厂.nJ能蛆0剐转到川吗啉调理。化学参数的在线监测EDF r上定使用莅线益删器手寄帆怯电厂回路水亿,l可小采用实骑窄分析在线监测器收集的数据被传输到机组控制室,许左超过化学规格书规定的闽值时报

6、警。这芎如下好处:允i午连续捡舟和快速探任何异常.提供元敏捡矗,能评估微小娈化,例如埘污染最、限度地减少实验室人T捡。这策略使哿梭电i一化学家能够致方丁何时琦解释州察到的耻象所必j昔的h克测量(例如污荣原lJ和颛膣不适合佳用在线监删器的参数的凡【.检奇在线删晕一1,涉技的参数关系到污染探测.例如卒气或生水的八I】处.神I调理顺耳,此外.10脱矿腰驶施有关的蘖此参数.庄线监洲器跟踪,在线监测器的合格性和厂内评价,k部丹茫线蠊删器r鬯导率、联甄I、钮量甜t便携翦和,-。线钓、钠爷汁、瓤化H订和口H 计,在与Chinon核电厂二回路连接的实际二次侧试验环路(YAC上,绎过数爿检驰L二ll-叫格这种类

7、型的试验环路在世界上几乎是独一无二的。&某2桉电一班场每q都要舒I纸定期计价,通过比较电J结果和公-iJ实验窜(GDL结果泉僦iil堋量的正确卜。在线监测器的位置'女_j!拄牲”!幸,i J¨捧圬低压蒸气蔫?兴陟二发a纛沙卜L二广/、J01!.cc凝汽器NjH【c c分教黧、【电导毫 (7C C/I-:_田02:c【兰r妇匕兰r一3丽一口HNa广_c cI或TC+Na厂“4“海水冷却机组蒸汽发生嚣捧污阳高子电导率举例阳离于电导率l僦m核Uj山路腐蚀撼宅,回龉谴蚀的预动(PMUC产品l24个产品系剐冽其高氟、氯、漠和硫含争而破鉴定为对不锈钢和碳钢回路具有潜在腐蚀性,俐如

8、使川PLjf垒崔r。.记二纤发牛r严草的帱蚀:寿汁用lfh上污IH品、腔黠带、胶水、尢损捡啦川t扎绝缘村杠目日滑油为了盼|这和cq能的嚆蚀,EDF诅核电厂用品(PMUC啦哎毒物学、人员安全和流出物处理管理寿川v,f厂芙卜卤素和硫古量的特j芷州则段丁200,1000ppm也验收试骑刳词.对述!产品龆耍按照化号规格#5进礼掺定.并¨通过化学分析刈tZ'fin勺赝量il 亍舱.叫倒如.属于系列21的43种调理剂和22种类型的树脂都是PMuC。甑蕊歌流动掘速鹞浊fE4C率曲豁撒(BRTCICERO J为了雌删汽轮机人厅1【I:五嶷锕营道的FAC率,EDF o髭研制丁一砷啦i白力的预洲

9、】【jBRTCICERO.这种_L具虎许每座棱电在停役期间利用超声厚度测量结果作为输数据,实行自己的监督训划。BRT CICERO考虑每条回路的实际配置(水调理、管道材料和尺寸、铬含量、运行工况等。化学和放射化学经验反馈的管理EDF的水化学和放射化学反馈沿着三条主线进行:1.由每座核电厂收集运行结果并通过新MERLIN应用在公司一级联合的化学数据库。2由GDL化学磋络工程师倡导的下列化学家任务:核电厂化学家的定期会议和接触,集台丁全法国掳电厂化学家的年度会议。最近的一次年度会议是2000年10月11曰一12曰存Poitiers召开的,岭澳和大亚湾的化学家们也参加了会议。根据运营单位遇到的困难.

10、针对选定课题召开的特别反馈会议。有国外电力公司参加的会议。3.年印技两期的GDL化学反馈通信。正在研究的新改进办法这一嚣分大都是最近f2000年10自在法国Poitiers召开的纯学年度会议上提出魄A箱论文昀摘要。箍污静热量率的降低要点是:90%的剂量是由腐蚀产物t沉积物造成的:Co60=>50%.Co58=>30%.A9110m+Sbl244-Cr51+Mn54=>10%在停役期间接受了80%的剂量.并且主要取决于停堆工况(冷却至充氧,充氧,用过滤器和树脂净化。止在研究降低剂量的三抖可能途径运行时的化学:在每个周期中保持恒定pH值(锂注入,富集硼10优化氧化还原电位(限制氧

11、化剂,优化【H2】注入锌。-停堆时的化学:充氧时的酸和还原介质优化停堆时的化学和放射化学规格书。过滤:在运行和停役期间进行较好的过滤器和树脂管理。化学秘18个舄的船长燃辩循环nUO霉§白这韶分是由EDFFRAMmM臼cEA共两编写井由JL BRETELLE在第vlI羁接反应罐系缱水化学画际会硝(BNESBournemouth.2000年10玛22H-26日1提出熟一篇论文的摘要j 自1996年以柬,EDF在1300MWe级的核电厂实行了18个月的加长燃料循环:u02富集度从3.2%提高到4%在涉段锂注f2.2m9,kg最大的BOC时取更低的pH值。为什么进行DUo实验?从1996年末

12、开始,EDF一直在GOLFECHl和CATTENOM2的1300MWe核电J进行(DUO 实验,前者作为【L妇最大2.2mgfkg的参考机组,后者作为循环8到10m订最大3.5mgfkg的珈间试验机组,目的在于评定在BOC时注入较高锂浓度对以下方面的影响:四种新型燃料包壳材料以段锆4上的氧化物积累和沉积,剂量率和沾污。在DILO实验期间实行的监督计划l存实行下述监督计划:运行期间:化学方面:髓测8、Li、H2、Ca、Mg、Al、Si02、Cr、Ni、Co、过滤器、硼和水补给箱中的02、硼和水补给量。46放射化学方面停堆瞬变期间:放射化学方面停投期间:Y能谱测量。回路冷却剂活度。沾污:在U型跨越

13、管段、蒸汽发生器管束和热管段上的诣Co和即Co.燃料锆-4、M4和M5:电视检查,氧化物厚度测量(涡流.在DUO实验结束时的刮削。蒸汽发生器管:常规无损检验。DL0实验的第一批结果进行DU0实验的前两个转换循环表明:无轴向偏移异常无剂量率和沾污增加修改的化学对燃料氧化物厚度没有影响。这些结果须在计划于2001年末的第3循环后加以确认,然后进行第4循环。下步将是在循环开始时的化学优化,同时推广1300MWe的加长循环:控制pH300值在循环开始时恒定在7.0,然后在此循环期间保持72优化【L妇,使用富集硼0检验新锂量计的台格性。减少燃料组件壤漏试验实行嘬漏试验的判据(清洁堆芯判据DI19871在

14、1987年制订的这判据指出,在下列情况下不需要进行啜漏试验:在运行中氤133的量185MBqft,和在停堆瞬变期间无碘131峰值。EQF的经验反馈表明,在1990年前后有85%的燃料组件出现泄漏.而从1993年开始发现泄漏组件少了但有更多的残留沾污。在1997/1999年实行了啜漏试验以后,约有10台机组的燃料组件无缺陷但有残留沾污。进行啜漏试验是费时和费钱的。实行啜漏试验的新补充判据(零缺陷堆芯l对下列新补充判据正在进行评价,如果符合下列条件就勿需进行啜漏试验:在停堆瞬变期间无碘131峰值。薪鹩欧巍教射性捧教和环境立;当【零谗教l在欧洲,对环境和卫生方面有着深切的政治关注。按照ISO1400

15、1,零放射件排放将是新的目标。这将意味着:完整的工艺知识(鉴别入I=1流、运行、转变、择放生产等,基于经验反馈和技术判断的连续_艺优化,风险和环境影响(放射学的和非放射学的的总件力法,对于排放监测,使用当前可得到的昂佳技术。结论一回路和二回路水化学在核电厂回路腐蚀控制中的应用 作者： 作者单位： Pierre TILLETChristian BRUN EDF-GDLiFRAMATOME 相似文献(10条 1.期刊论文 陶钧.孔德萍.Tao Jun.Kong Deping 秦山核电厂二回路系统水化学的改进 -中国工程科学2008,10(1 核电厂二回路系统的水质控制与关键重要设备蒸汽发生器的运行

16、寿命有着密切的关系,秦山核电厂运行16年来,随着秦山核电厂二回路系统水化学管理的不断改进,二回路系统的水质不断改善.这些管理改进主要体现在管理理念的改变,二回路系统高AVT(全会法处理方式处理、对凝结水精处理装置的优化运行以及大修及启动过程的严格控制等.通过这些改进 措施的实施,电厂的WANO(世界核营运者协会化学性能指标从1997年的1.66下降到2006年的1.00,达到了世界先进水平.二回路水化学的改善确保了蒸汽发生器传热管的结构完整性. 2.期刊论文 褚鹏举.葛斌 PWR机组二回路热力系统循环函数法理论的研究 -中国电机工程学报2004,24(3 该文针对压水堆核电机组二回路再热系统的

17、特点,将循环函数法加热单元的划分原理进行推广,划分出二回路热力系统主循环、再热蒸汽循环以及其他循环,从而推导出一套便于理解、计算简捷的二回路系统热力计算数学模型.在此基础上得到整个二回路热力系统的"系统凝汽系数",可以方便地用来分析二回路系统的热经济性.通过实例计算,验证了所提数学 模型的准确性和通用性. 3.期刊论文 王少武.彭敏俊.代守宝.成守宇.孙英杰.WANG Shao-wu.PENG Min-jun.DAI Shou-bao.CHENG Shou-yu.SUN Yin-jie 基于RELAP5的船用核动力装置二回路数字模型 -核动力工程2010,31(z1 根据核

18、动力装置二回路系统一种新的结构设计方案,结合RELAP5/MOD3.4程序,建立了二回路汽轮机、冷凝器、给水泵及预热器等主要部件的物理模型.对二回路主要部件进行了单一部件模型适应性验证分析,并探讨了系统分析程序的局部计算能力.结果表明,RELAP5/MOD3.4程序模型的稳态计算结果与设计值基本吻合,动态计算也能够满足二回路主要部件的计 算精度要求. 4.期刊论文 冉鹏.张树芳.RAN Peng.ZHANG Shu-fang 压水堆核电机组二回路热力系统热经济性的矩阵分析方法 -核动力工程2008,29(2 针对现有压水堆核电机组二回路热经济性分析方法,结合等效热降算法、矩阵算法与常规热平衡算

19、法,经过理论分析和数学推导,构建了核电机组二回路汽水分布方程,导出了适合压水堆核电机组二回路热力系统热经济性定量分析的矩阵分析方程.该方程的结构与压水堆核电机组二回路的热力系统一一对应,构造容易,各项含义明确.实例计算证明,本文所提理 论模型准确、可靠. 5.期刊论文 严俊杰.林万超.邓世敏 热电联产压水堆机组二回路热力系统经济性诊断方法的研究 -中国电机工程学报2001,21(8 针对热电联产压水堆核电机组采用新蒸汽再热和对外供应两种不等价的能量热能和电能的特点，利用二回路热力系统回热加热器抽汽效率和等效热降理论，通过理论分析和数学推导，建立了热电联产压水堆二回路热力系统局部变化的经济性定量

20、计算数学模型，进而研究了各种供热抽汽返回水方式对经济性影响的诊断模型，旨在形成一套概念清晰、计 算简捷、使用方便的热电联产压水堆核电机组二回路热力系统的经济性定量诊断方法。最后通过2个实例计算证明了该理论模型和诊断方法的准确、可靠、简捷性。该研究结果对压水堆核电机组二回路热力系统节能和优化设计具有重要意义。 6.期刊论文 李运泽.严俊杰.林万超.邓世敏 压水堆核电机组二回路的反平衡单元分析法 -热能动力工程2001,16(6 在分析附加成份对加热单元进水系数的影响的基础上推导出二回路高压加热单元进水系统的一般表达式,通过详细的理论分析和数学推导,建立起压水堆核电机组二回路的反平衡数学模型,从而

21、为压水堆核电机组二回路的反平衡单元分析法奠定了理论基础.反平衡单元分析法计算简单、结果准确,便于手工计算和编程电算,是二回路系统设计和节能诊断的有力 工具之一. 7.期刊论文 李运泽.严俊杰.林万超.邓世敏 压水堆核电机组二回路的矩阵分析法 -热力发电2000,""(4 从分析压水堆核电机组二回路结构特点入手,推导出二回路汽轮机装置功率方程和热平衡方程的一般线性形式、附加成分的修正方法,并在此基础上给出了应用矩阵分析方法进行压水堆核电机组二回路热经济性计算的基本方法和一个实际算例.矩阵分析法用于核电机组二回路分析计算具有数理概念清晰、计算简单、便于编程的诸多优点,是理论分析和工程计 算的有力工具. 8.学位论文 傅激扬 10MW高温气冷实验堆二回路管道的破前漏研究 1999 10MW高温气冷实验堆二回路的主蒸汽管道和主给水管道是输送高温和高压热工介质的重要部件,而蒸汽发生器小螺旋盘管式的传热管束则是隔离带放射性的一回路,并将热量传递到二回路,以确保堆芯的冷却,并产生合格蒸汽的重要部件.它们的完整性对核安全有重要影响.为了考虑压力边界破坏对反应堆的影响,假想的双端剪切破裂作为设计基准事故引入安 全分析,并且带来一系列设计、安全和经济上的问题.而传热管束由于