[发明专利]一种核电站反应堆冷却剂系统氧化停堆前溶解氢含量控制方法

说明书

本发明涉及核反应堆热工水利技术领域，尤其涉及一种核电站反应堆冷却剂系统氧化停堆前溶解氢含量控制方法。所述方法为：反应堆次临界前72小时～48小时，控制稳压器气相管线吹扫压力及主冷却剂回路溶氢量；反应堆次临界前48小时～24小时，控制主冷却剂回路溶氢量；反应堆次临界前24小时至次临界时，控制主冷却剂回路溶氢量；反应堆次临界至稳压器汽腔淹没，确认氢气含量；在汽腔淹没过程中，控制抬水位速率；汽腔完全淹没之后中断扫气；主冷却剂回路的汽腔淹没至氧化运行，容积控制箱气相持续氮气吹扫；确认主冷却剂回路溶氢量及主系统降温后，氧化运行。本发明避免灭汽腔后溶氢反弹，使氧化停堆主线时间可控，保证经济效益最大化。

技术领域

本发明涉及核反应堆热工水利技术领域，尤其涉及一种核电站反应堆冷却剂系统氧化停堆前溶解氢含量控制方法。

背景技术

氢是一种还原气体。在核电站反应堆冷却剂系统(RCP)中添加氢的目的是为了抑制水的辐射分解产生氧化剂。氢也可与水中的氧自由基结合，从而去除水中的氧。在功率运行模式下RCP系统通过与其相连的化学和容积控制系统(RCV)的容积控制箱(RCV002BA)保持氢覆盖，保证有一个足够的还原环境。一般情况下，RCP系统溶解氢含量需足够高，以限制水的辐射分解；同时也不能太高，以防止锆合金的氢脆风险及蒸汽发生器690合金传热管一次侧的应力裂纹腐蚀风险。

国内M310核电机组一般将功率运行模式下RCP系统中溶解氢含量期望值定在25～35mL/kg，限值定在20～50mL/kg。

M310核电机组在每次燃料循环末期需打开RCP系统进行更换核燃料及检修等操作，此状态会导致RCP系统与空气直接接触。为防止H₂/O₂混合爆炸风险，在RCP系统打开前应先用氮气置换掉溶解氢，确保溶解氢含量＜3mL/kg后加入双氧水进行氧化运行，促使腐蚀产物提前集中“释放”，并通过加大RCV系统的净化流量，有效减少腐蚀产物在设备及管道表面沉积，尽可能降低换料大修期间的人员辐射剂量。

如图1所示，M310核电机组在正常运行发电时为了维持RCP系统压力稳定，设有与RCP系统相连的稳压器(PZR)，将压力维持在15.5MPa.a的整定值附近，以防止一回路冷却剂汽化。稳压器内贮有两相状态的水，水和蒸汽都处在确定的压力所对应的同一温度上，依靠PZR喷淋阀和加热器进行压力调节，同时可缓冲一回路系统水容积的迅速变化。

在M310核电机组氧化冷停堆的过程中，一般：1、通过使用金属软管将PZR上部的化学取样管线连接到硼回收系统(TEP)前置箱扫气将RCP系统氢气导出；2、通过RCV002BA补入氮气进行气体置换；3、通过启动TEP系统除气器除去溶氢；4、通过RCV系统减小下泄流量、增加上充流量，抬水位使PZR汽腔淹没。汽腔淹没后，即用RCV系统控制一回路压力完成泄压后开展氧化运行。现有技术中，一般是通过经验控制氮气置换溶解氢及PZR汽腔淹没的过程，但容易在汽腔淹没过程中使PZR气相中的氢气回溶到RCP水相中，使溶氢反弹，甚至超过3mL/kg，制约机组后续加入双氧水，延长了机组氧化停堆主线时间，增加了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种核电站反应堆冷却剂系统氧化停堆前溶解氢含量控制方法，避免灭汽腔后溶氢反弹，使氧化停堆主线时间可控，保证经济效益最大化。

本发明提供了一种核电站反应堆冷却剂系统氧化停堆前溶解氢含量控制方法，包括：

步骤S1：反应堆次临界前72小时～48小时，进行扫气，控制稳压器气相管线吹扫压力为0.15～0.6MPa，控制主冷却剂回路溶氢量为20～25mL/kg；

步骤S2：反应堆次临界前48小时～24小时，隔离容积控制箱的氢气源，进行氮气覆盖；控制主冷却剂回路溶氢量；

步骤S3：反应堆次临界前24小时至次临界时，控制主冷却剂回路溶氢量；在次临界前1小时，溶解氢尽可能接近5mL/kg；