三代壓水堆一回路冷卻劑pH調(diào)節(jié)(周佳)

1、一次把事情做好 三代壓水堆一回路三代壓水堆一回路冷卻劑冷卻劑pHT調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) 匯報匯報人：周佳人：周佳 時間：時間： 2021年年6月月20日日 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第2頁 0 0 電站背景介紹電站背景介紹 1 1 電站電站材料材料的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的活化活化 2 2 電站電站冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第3頁 0 0 背景簡介背景簡介 機(jī)組基本系統(tǒng)機(jī)組基本系統(tǒng)

2、機(jī)組機(jī)組基本流程圖基本流程圖 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第4頁 0 0 背景簡介（續(xù)）背景簡介（續(xù)） 機(jī)組一回路用材料機(jī)組一回路用材料 設(shè)備壓力容器 燃料包 殼 主管道 蒸汽發(fā)生器傳 熱管 穩(wěn)壓器 成分 錳-鎳-鉬低合金鋼 （容器內(nèi)壁堆焊一 層304不銹鋼） M5鋯合 金 奧氏體不 銹鋼 因科鎳690合 金 低合金 鋼 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第5頁 1 1 材料材料的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的活化活化 材料的腐蝕材料

3、的腐蝕 均勻腐蝕：輻射源均勻腐蝕：輻射源項的項的重要來源。包括重要來源。包括全面成膜腐蝕和無膜的全面成膜腐蝕和無膜的全面腐蝕全面腐蝕 （機(jī)組選材已考慮耐蝕材料，（機(jī)組選材已考慮耐蝕材料，但但均可能腐蝕；且一回路均可能腐蝕；且一回路表面積大，即使表面積大，即使 輕微的均勻腐蝕都會產(chǎn)生大量的輕微的均勻腐蝕都會產(chǎn)生大量的腐蝕產(chǎn)物，特別是腐蝕產(chǎn)物，特別是在在高溫情況下高溫情況下。 局部腐蝕：對系統(tǒng)完整性危害較大、且不易發(fā)現(xiàn)。局部腐蝕：對系統(tǒng)完整性危害較大、且不易發(fā)現(xiàn)。 鋯基鋯基合金合金 在高溫水中的在高溫水中的腐蝕，腐蝕，形成形成ZrO2層，引起包殼減層，引起包殼減薄?。ㄊ芩疁亍⒗鋮s劑流速、中子注量率

4、受水溫、冷卻劑流速、中子注量率 、熱通量、冷卻劑鋰含量、熱通量、冷卻劑鋰含量/氟氟含量含量/溶氧含量影響溶氧含量影響）；）；鋯合金吸氫（因腐蝕鋯合金吸氫（因腐蝕產(chǎn)生原子產(chǎn)生原子氫）氫） 使包殼脆使包殼脆化化：Zr+2H2OZrO2+2H2 鋯鋯合金合金燃料污染物沉積燃料污染物沉積：阻礙熱傳遞，引起局部過熱，導(dǎo)致：阻礙熱傳遞，引起局部過熱，導(dǎo)致CIPS，促進(jìn)局部腐蝕。，促進(jìn)局部腐蝕。 鎳基合金鎳基合金 PWSCC：軋制退火的因科涅：軋制退火的因科涅600合金常有發(fā)生合金常有發(fā)生，溶液溶液電化學(xué)電位在電化學(xué)電位在NiO/Ni相變值時，相變值時， 鈍化膜表現(xiàn)得很脆弱，穩(wěn)定性很差，會誘發(fā)裂紋鈍化膜表現(xiàn)

5、得很脆弱，穩(wěn)定性很差，會誘發(fā)裂紋，裂紋，裂紋生長速率達(dá)到最大值生長速率達(dá)到最大值（冷卻劑（冷卻劑 溫度、溫度、材料加工材料加工過程過程的殘余應(yīng)力的殘余應(yīng)力、微觀結(jié)構(gòu)、制造工藝、微觀結(jié)構(gòu)、制造工藝、熱處理工藝、溶氫含量等對熱處理工藝、溶氫含量等對 其有影響；因科涅其有影響；因科涅690TT合金極耐合金極耐PWSCC）。）。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第6頁 1 1 材料材料的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的活化活化（續(xù)）（續(xù)） 材料的材料的腐蝕腐蝕（續(xù)）（續(xù)） 局部腐蝕：對系統(tǒng)完整性危害較大、不易發(fā)現(xiàn)。局部腐蝕

6、：對系統(tǒng)完整性危害較大、不易發(fā)現(xiàn)。 SCC 不銹鋼（不銹鋼（三要素：鹵素三要素：鹵素/氧、殘余應(yīng)力、材料）氧、殘余應(yīng)力、材料） a a 一回路管道異種金屬焊接一回路管道異種金屬焊接SCCSCCb b CRDMCRDM上部密封焊上部密封焊部位部位SCCSCC * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第7頁 1 1 材料材料的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的活化活化（續(xù)）（續(xù)） 腐蝕腐蝕產(chǎn)物的產(chǎn)物的活化：活化：材料腐蝕材料腐蝕后，后，腐蝕產(chǎn)物釋放腐蝕產(chǎn)物釋放、遷移，并、遷移，并在在堆芯堆芯沉積沉積， 被照射后被照射后活化活化。

7、當(dāng)當(dāng)其重其重新新釋放、遷移并沉積在堆芯外表面，將會導(dǎo)致堆釋放、遷移并沉積在堆芯外表面，將會導(dǎo)致堆 芯外輻照水平上升，增加工作人員的受照劑量，芯外輻照水平上升，增加工作人員的受照劑量，尤其在尤其在機(jī)組大修機(jī)組大修中中。 材料材料 腐蝕腐蝕- - 遷移遷移- - 沉積沉積- - 活化活化 過程過程 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第8頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定 冷卻劑冷卻劑pHpHT T值是指在機(jī)組功率運行期間，在一回路冷卻劑溫度（通常指值是指在機(jī)組功率運行期間，在一回路冷卻劑溫度（通常指

8、 300300，有時也指反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑的平均溫度，本文指，有時也指反應(yīng)堆進(jìn)出口冷卻劑的平均溫度，本文指300300）下溶）下溶 液液pHpH值值。該值與該值與冷卻劑中含有的酸、堿物質(zhì)及濃度有關(guān)冷卻劑中含有的酸、堿物質(zhì)及濃度有關(guān)。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)一回路一回路pHpHT T值在合適范圍內(nèi)，可降低材料的值在合適范圍內(nèi)，可降低材料的腐蝕腐蝕。 調(diào)節(jié)一回路調(diào)節(jié)一回路pHpHT T值在合適范圍內(nèi)值在合適范圍內(nèi)，對，對腐蝕產(chǎn)物的溶解度和穩(wěn)定性產(chǎn)生作用腐蝕產(chǎn)物的溶解度和穩(wěn)定性產(chǎn)生作用 ，從而減少腐蝕產(chǎn)物的釋放以及其在系統(tǒng)表面的再沉積，進(jìn)而降低腐蝕，從而減少腐蝕產(chǎn)物的釋放以及其在系統(tǒng)表面的再沉積，進(jìn)而降低腐蝕 產(chǎn)

9、物在堆芯的活化和后續(xù)的輻照場的形成。產(chǎn)物在堆芯的活化和后續(xù)的輻照場的形成。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第9頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對對材料腐蝕材料腐蝕的影響的影響 均勻腐蝕均勻腐蝕 實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)和電站運行經(jīng)驗表明，冷卻劑和電站運行經(jīng)驗表明，冷卻劑pHT值處于微堿性區(qū)域時各種材料的腐蝕速率均值處于微堿性區(qū)域時各種材料的腐蝕速率均 較低較低（見下圖）（見下圖）。 pHT 6.97.4時，因科鎳合金、不銹鋼的均勻腐蝕速率和釋放速率最低。時，因科鎳合金、不銹鋼的均勻腐

10、蝕速率和釋放速率最低。 pHT由由6.9升至升至7.4，因科鎳合金、不銹鋼，因科鎳合金、不銹鋼的的腐蝕速率和釋放速率不斷降低，雖然在腐蝕速率和釋放速率不斷降低，雖然在pHT 接近接近7.4時降低效應(yīng)減弱。時降低效應(yīng)減弱。 碳碳鋼腐蝕鋼腐蝕 速率與速率與pHpHT T 關(guān)系關(guān)系 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第10頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對對材料腐蝕材料腐蝕的的影響影響（續(xù)）（續(xù)） 局部局部腐蝕腐蝕 鋯合金腐蝕：鋯合金腐蝕：LiOH含量對鋯合金腐蝕有影響，而含量對鋯合金

11、腐蝕有影響，而LiOH含量影響含量影響pHT。 鎳鎳基基合金合金PWSCC 實驗實驗表明表明，pH310 =6.97.6時對誘發(fā)鎳基材料出現(xiàn) 時對誘發(fā)鎳基材料出現(xiàn)PWSCC的影響非常的影響非常小?。╬H310 =7.25時誘發(fā)時誘發(fā)PWSCC時間最短）時間最短）。 pH310 =6.97.5時， 時，PWSCC裂紋生長速率基本不受裂紋生長速率基本不受影響影響（溶氫對（溶氫對600合金合金PWSCC有有 影響）。影響）。 0.37ppm Li或或603200ppm B亦對亦對PWSCC裂紋生長速率無裂紋生長速率無影響。影響。 不銹鋼不銹鋼SCC：主要受鹵素、溶氧含量影響，：主要受鹵素、溶氧含量影

12、響，pHT對其影響可忽略。對其影響可忽略。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第11頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的影響對腐蝕產(chǎn)物行為的影響 當(dāng)當(dāng)材料腐蝕后，冷卻劑材料腐蝕后，冷卻劑pHpHT T值將會影響腐蝕產(chǎn)物的溶解度和穩(wěn)定性，進(jìn)而值將會影響腐蝕產(chǎn)物的溶解度和穩(wěn)定性，進(jìn)而 影響其釋放、遷移、沉積、活化等過程影響其釋放、遷移、沉積、活化等過程。pHpHT T的調(diào)節(jié)原則是盡量降低腐蝕的調(diào)節(jié)原則是盡量降低腐蝕 產(chǎn)物在堆芯外的溶解度，從而減少其向堆芯遷移；同時在堆芯內(nèi)

13、盡量產(chǎn)物在堆芯外的溶解度，從而減少其向堆芯遷移；同時在堆芯內(nèi)盡量維維 持持腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物的的溶解度與堆芯溫度正相關(guān)，從而使堆芯沉積的腐蝕產(chǎn)物向溶解度與堆芯溫度正相關(guān)，從而使堆芯沉積的腐蝕產(chǎn)物向 外遷移，減少腐蝕產(chǎn)物在堆芯的沉積，從而降低活化腐蝕產(chǎn)物量外遷移，減少腐蝕產(chǎn)物在堆芯的沉積，從而降低活化腐蝕產(chǎn)物量。 實驗實驗結(jié)果、理論計算、電站經(jīng)驗反饋結(jié)果、理論計算、電站經(jīng)驗反饋結(jié)果表明結(jié)果表明，在整個循環(huán)過程，在整個循環(huán)過程中中維持維持 冷卻劑高冷卻劑高pHpHT T體系有利于材料腐蝕控制和腐蝕產(chǎn)物釋放，從而對于輻照場體系有利于材料腐蝕控制和腐蝕產(chǎn)物釋放，從而對于輻照場 控制、停堆水化學(xué)有利。控制

14、、停堆水化學(xué)有利。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第12頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） 對對腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物溶解度影響溶解度影響 實驗室數(shù)據(jù)實驗室數(shù)據(jù)：pHT值在中性到微堿性范圍（值在中性到微堿性范圍（6.58.5），鎳氧化物、磁性氧化鐵、鎳鐵），鎳氧化物、磁性氧化鐵、鎳鐵 酸鹽等的溶解度較低酸鹽等的溶解度較低。 金屬氧化物溶解度隨不同金屬氧化物溶解度隨不同pHpHT T值的值的變化關(guān)系變化關(guān)系 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電

15、運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第13頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） 對對腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物溶解度影響溶解度影響（續(xù)）（續(xù)） 熱力學(xué)熱力學(xué)計算計算結(jié)果結(jié)果：結(jié)果結(jié)果較分散較分散，但，但當(dāng)當(dāng)pHT=7.68.5區(qū)域，鎳氧化物和鎳金屬溶解度最小區(qū)域，鎳氧化物和鎳金屬溶解度最小 ；而當(dāng)；而當(dāng)pHT=6.97.4區(qū)域，磁性氧化鐵和鎳鐵酸鹽的鐵溶解度最小。區(qū)域，磁性氧化鐵和鎳鐵酸鹽的鐵溶解度最小。 在在役役PWR一回路冷卻劑取樣結(jié)果一回路冷卻劑取樣結(jié)果反饋：反饋

16、：pH對腐蝕產(chǎn)物含量有重要影響，某電站當(dāng)冷卻對腐蝕產(chǎn)物含量有重要影響，某電站當(dāng)冷卻 劑劑pHT從從6.9升至升至7.4時，可溶的腐蝕產(chǎn)物濃度下降時，可溶的腐蝕產(chǎn)物濃度下降2個數(shù)量級個數(shù)量級, 這樣從設(shè)備上釋放的腐蝕這樣從設(shè)備上釋放的腐蝕 產(chǎn)物減少，對降低腐蝕產(chǎn)物向堆芯遷移有利。產(chǎn)物減少，對降低腐蝕產(chǎn)物向堆芯遷移有利。 上述結(jié)果確認(rèn)大多腐蝕產(chǎn)物在上述結(jié)果確認(rèn)大多腐蝕產(chǎn)物在pHT 6.97.4范圍內(nèi)溶解度最低，但仍難以確定范圍內(nèi)溶解度最低，但仍難以確定pHT的最的最 優(yōu)值，需要結(jié)合在役機(jī)組的實際運行情況確定。優(yōu)值，需要結(jié)合在役機(jī)組的實際運行情況確定。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未

17、經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第14頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） pHpHT T對放射性活度和輻照場的影響對放射性活度和輻照場的影響 一回路一回路冷卻劑高溫冷卻劑高溫pH無法直接測量，只能通過冷卻劑硼含量和鋰含量計算而來無法直接測量，只能通過冷卻劑硼含量和鋰含量計算而來。 PWR機(jī)組一回路冷卻劑機(jī)組一回路冷卻劑pHT調(diào)節(jié)方法包括調(diào)節(jié)方法包括： 恒定恒定pHT體系體系，也也稱硼稱硼-鋰協(xié)調(diào)處理，在整個燃料循環(huán)內(nèi)盡量維持鋰協(xié)調(diào)處理，在整個燃料循環(huán)內(nèi)盡量維持冷卻劑冷卻劑p

18、HT恒定恒定。目目 標(biāo)標(biāo)pHT范圍范圍6.97.4。 修正修正pHT 體系體系，將燃料循環(huán)按硼含量分為幾段，分別維持鋰含量在將燃料循環(huán)按硼含量分為幾段，分別維持鋰含量在不同恒定不同恒定值，這樣值，這樣 隨機(jī)隨機(jī)組運行硼含量的降低組運行硼含量的降低， pHT逐步逐步增加。這種體系通常包括兩段連續(xù)部分，即循環(huán)增加。這種體系通常包括兩段連續(xù)部分，即循環(huán) 之初維持恒定鋰含量之初維持恒定鋰含量， pHT隨隨之上升，然后通過硼之上升，然后通過硼-鋰協(xié)調(diào)維持鋰協(xié)調(diào)維持恒定恒定pHT 。還有還有另外方另外方 式，如式，如在循環(huán)中段維持恒定鋰含量，在循環(huán)之初和循環(huán)后期維持在循環(huán)中段維持恒定鋰含量，在循環(huán)之初和循

19、環(huán)后期維持恒定恒定pHT 。不論哪種不論哪種 方式，均包括恒定鋰含量和方式，均包括恒定鋰含量和恒定恒定pHT調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。修正修正pHT體系體系作為平衡高鋰作為平衡高鋰含量含量（增加增加燃料燃料 包殼包殼腐蝕腐蝕風(fēng)險）風(fēng)險）和低和低pHT值值（增加增加污染物在堆芯沉積并引起堆芯污染物在堆芯沉積并引起堆芯外高外高輻照場的輻照場的風(fēng)險風(fēng)險）的的 手段手段。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第15頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） pHp

20、HT T對放射性活度和輻照場的對放射性活度和輻照場的影響影響（續(xù)）（續(xù)） PWR機(jī)組一回路冷卻劑機(jī)組一回路冷卻劑pHT調(diào)節(jié)方法包括調(diào)節(jié)方法包括（續(xù)）：（續(xù)）： 高高pHT體系，體系，通過提高鋰含量維持整個燃料通過提高鋰含量維持整個燃料循環(huán)循環(huán)pHT 7.2。高。高鋰并非僅鋰并非僅指指pHT體系體系，而而 是綜合是綜合應(yīng)用上述兩種控制體系，即高應(yīng)用上述兩種控制體系，即高恒定恒定pHT體系體系和高和高修正修正pHT體系體系。高。高恒定恒定pHT體系體系 即指整個即指整個循環(huán)循環(huán)pHT恒定且恒定且7.2；而高；而高修正修正pHT體系體系指整個指整個循環(huán)循環(huán)pHT 7.2，但但并并非非恒定。恒定。 一

21、回一回 路典路典 型的型的 pHpHT T體體 示意示意 圖圖 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第16頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） pHpHT T對放射性活度和輻照場的對放射性活度和輻照場的影響影響（續(xù)）（續(xù)） 各國各國電站實際運行實踐電站實際運行實踐表明：表明： Sizewell電站：運行在電站：運行在修正修正pHT體系體系（初期初期pHT=6.9，目標(biāo)目標(biāo)pHT=7.2）較運行在）較運行在修正修正pHT 體系體系（初期

22、初期pHT=6.9，目標(biāo)目標(biāo)pHT=7.4）冷卻劑比活度、劑量率均降低）冷卻劑比活度、劑量率均降低。 美國某電站：運行美國某電站：運行在高在高恒定恒定pHT=7.2較運行在較運行在修正修正pHT體系體系（初期初期pHT=6.9，目標(biāo)目標(biāo) pHT=7.4）冷卻劑比活度降低）冷卻劑比活度降低30%、停堆時、停堆時Co-58釋放量降低、劑量率降低釋放量降低、劑量率降低28%。 Beznau電站電站：pHT由由6.8升至升至7.3，可溶性腐蝕活化產(chǎn)物比活度降低，可溶性腐蝕活化產(chǎn)物比活度降低10倍，倍，Co-58、Co- 60比活度分別降低比活度分別降低2倍、倍、3倍倍。 法國電站法國電站：采用：采用修

23、正修正pHT體系體系（目標(biāo)目標(biāo)pHT由由7.0升至升至7.2），未見），未見明顯明顯利弊利弊，故故1997年全年全 部部PWR均采用均采用修正修正pHT體系體系（目標(biāo)目標(biāo)pHT=7.2）。 德國電站德國電站：采用：采用修正修正pHT體系體系較較恒定恒定pHT 6.9體系，冷卻劑比活度、體系，冷卻劑比活度、劑量率明顯劑量率明顯降低降低。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第17頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 對腐蝕產(chǎn)物行為的對腐蝕產(chǎn)物行為的影響影響（續(xù)）（續(xù)） 機(jī)組機(jī)組冷卻劑冷卻劑

24、pHpHT T體系的體系的確定確定 前述前述實驗結(jié)果、理論計算、實驗結(jié)果、理論計算、電站反饋電站反饋結(jié)果表明，在整個循環(huán)過程中冷卻劑采用高結(jié)果表明，在整個循環(huán)過程中冷卻劑采用高pHT體體 系有利于材料腐蝕控制和腐蝕產(chǎn)物釋放，從而對于輻照場控制、停堆水化學(xué)有利系有利于材料腐蝕控制和腐蝕產(chǎn)物釋放，從而對于輻照場控制、停堆水化學(xué)有利。 機(jī)組采用富集硼酸進(jìn)行機(jī)組采用富集硼酸進(jìn)行反應(yīng)反應(yīng)性化學(xué)補償性化學(xué)補償控制控制，循環(huán)初期總硼含量相對較低，循環(huán)初期總硼含量相對較低，pH調(diào)節(jié)手調(diào)節(jié)手 段更加靈活。段更加靈活。 綜合綜合各因素各因素，機(jī)組機(jī)組確定采用高且恒定確定采用高且恒定pHT體系，目標(biāo)體系，目標(biāo)pHT

25、=7.2，而且盡量在循環(huán)初期甚，而且盡量在循環(huán)初期甚 至更早的熱停階段至更早的熱停階段即即達(dá)到達(dá)到目標(biāo)目標(biāo)pHT 7.2。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第18頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 機(jī)組機(jī)組pHpHT T的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié) 富集硼酸富集硼酸（EBAEBA）的的使用使用 機(jī)組機(jī)組采用高富集因子燃料，根據(jù)燃料管理要求，采用采用高富集因子燃料，根據(jù)燃料管理要求，采用B-10富集度不小于富集度不小于37%的的EBA進(jìn)進(jìn) 行行反應(yīng)性補償控制反應(yīng)性補償控制。這主要來自德國電站反饋，具

26、體原因：這主要來自德國電站反饋，具體原因： 高高富集因子燃料或富集因子燃料或MOX燃料的使用要求大修停堆硼含量燃料的使用要求大修停堆硼含量增加增加。 德國德國法規(guī)要求機(jī)組的任何長大修停堆必須僅利用硼酸，而不能借助控制棒插入即可實法規(guī)要求機(jī)組的任何長大修停堆必須僅利用硼酸，而不能借助控制棒插入即可實 現(xiàn)機(jī)組達(dá)到次現(xiàn)機(jī)組達(dá)到次臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)。 冷卻劑高冷卻劑高pHT對于材料腐蝕及劑量控制有利，但這要求鋰含量更高，應(yīng)平衡考慮鋰對燃對于材料腐蝕及劑量控制有利，但這要求鋰含量更高，應(yīng)平衡考慮鋰對燃 料包殼的潛在料包殼的潛在影響影響。 已已有硼酸儲存箱容量無法滿足有硼酸儲存箱容量無法滿足要求要求，從，從

27、節(jié)約成本節(jié)約成本角度考慮角度考慮。 機(jī)組機(jī)組正常功率運行期間，一回路總硼濃度不超過正常功率運行期間，一回路總硼濃度不超過1200mg/kg（EBA）。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第19頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 機(jī)組機(jī)組pHpHT T的的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)（續(xù)）（續(xù)） 氫氫氧化鋰含量的控制氧化鋰含量的控制 機(jī)組機(jī)組一回路冷卻劑采取高且恒定一回路冷卻劑采取高且恒定pHT策略，通過冷卻劑加入氫氧化鋰的方式調(diào)節(jié)策略，通過冷卻劑加入氫氧化鋰的方式調(diào)節(jié)pHT， 降低材料腐蝕，控制輻照場。

28、由于采用高富集因子的燃料，循環(huán)初期，硼含量較高，降低材料腐蝕，控制輻照場。由于采用高富集因子的燃料，循環(huán)初期，硼含量較高， 為了維持恒定為了維持恒定pHT，鋰含量勢必也會較高，因此需要評估鋰對燃料包殼和冷卻劑系統(tǒng)結(jié)，鋰含量勢必也會較高，因此需要評估鋰對燃料包殼和冷卻劑系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)材料造成的可能構(gòu)材料造成的可能影響影響。 鋰對燃料包殼的鋰對燃料包殼的影響影響：實驗室實驗室和實驗堆研究表明，鋯合金雖對鋰敏感，和實驗堆研究表明，鋯合金雖對鋰敏感，但但分別分別在在 4mg/L、10mg/L鋰鋰含量含量（總硼分別為（總硼分別為600、1000mg/L），運行時間超過運行時間超過600天的情況天的情況 下，

29、均未出現(xiàn)下，均未出現(xiàn)M5合金腐蝕加速現(xiàn)象。目前國際上大多合金腐蝕加速現(xiàn)象。目前國際上大多PWR在最大鋰含量在最大鋰含量3.5mg/L下運下運 行，包殼狀態(tài)良好行，包殼狀態(tài)良好；少數(shù)；少數(shù)幾個幾個PWR則在最大鋰含量則在最大鋰含量6mg/L下運行，包殼未見異常下運行，包殼未見異常。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻印，違者必究！ 一次把事情做好 第20頁 2 2 冷卻劑冷卻劑pHpHT T體系的體系的確定確定（續(xù)）（續(xù)） 機(jī)組機(jī)組pHpHT T的的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)（續(xù)）（續(xù)） 氫氫氧化鋰含量的氧化鋰含量的控制控制（續(xù)）（續(xù)） 鋰鋰對一回路結(jié)構(gòu)材料敏感性的影響

30、對一回路結(jié)構(gòu)材料敏感性的影響 運行反饋表明，如維持冷卻劑水化學(xué)工況在規(guī)范要求內(nèi)，鋰含量不會引起運行反饋表明，如維持冷卻劑水化學(xué)工況在規(guī)范要求內(nèi)，鋰含量不會引起一回路奧氏一回路奧氏 體不銹鋼體不銹鋼、鎳、鎳基基690TT合金及與其焊接金屬的合金及與其焊接金屬的SCC。 不銹鋼出現(xiàn)不銹鋼出現(xiàn)裂紋大多由于過冷加工和局部的化學(xué)污染，裂紋大多由于過冷加工和局部的化學(xué)污染，如富如富氧且有鹵素或硫酸根離子氧且有鹵素或硫酸根離子 存在存在時時。雖如此，仍應(yīng)防止不銹鋼設(shè)備縫隙區(qū)域鹽類隱藏而引起的苛性腐蝕雖如此，仍應(yīng)防止不銹鋼設(shè)備縫隙區(qū)域鹽類隱藏而引起的苛性腐蝕。ANP實實 驗驗表明，如果在循環(huán)壽期末硼含量限值得

31、到遵守，則氫氧化鋰在縫隙環(huán)境的濃縮不足表明，如果在循環(huán)壽期末硼含量限值得到遵守，則氫氧化鋰在縫隙環(huán)境的濃縮不足 以引起苛性腐蝕。以引起苛性腐蝕。 高高鋰含量可能會引起因科鎳鋰含量可能會引起因科鎳600合金合金PWSCC，而，而690TT合金及其焊接合金及其焊接金屬無金屬無此風(fēng)險。此風(fēng)險。 綜上綜上，較高較高含量鋰含量鋰未對燃料包殼、一回路結(jié)構(gòu)材料造成負(fù)面影響。因未對燃料包殼、一回路結(jié)構(gòu)材料造成負(fù)面影響。因 此此，機(jī)組，機(jī)組功率運行期間鋰含量最大值為功率運行期間鋰含量最大值為4mg/kg4mg/kg，這樣可保證循環(huán)之初，這樣可保證循環(huán)之初 維持高且恒定維持高且恒定pHpHT T 7.2 7.2。 * 此文件版權(quán)歸中廣核核電運營有限公司所有，未經(jīng)許可任何單位或個人不得復(fù)制、翻