壓水堆一回路水化學(xué)對燃料包殼完整性的影響.pdf

1、在反應(yīng)堆運(yùn)行期間，燃料元件包殼如果發(fā)生腐蝕、表面結(jié)垢或破損，都將影響到機(jī)組效率和安全。如果燃料包殼出現(xiàn)破損，有可能導(dǎo)致裂變產(chǎn)物泄漏事故。一回路水化學(xué)控制對燃料包殼的完整性有直接的影響，因此，研究一回路水化學(xué)對燃料包殼的腐蝕行為，并進(jìn)行正確的化學(xué)控制，對減輕燃料包殼的腐蝕、確保其完整性具有十分重要的意義。 秦山第二核電廠兩臺機(jī)組原設(shè)計(jì)燃料循環(huán)長度為280-290EFPD(equal to full power day)，采用包殼材

2、料為Zr-4 合金的AFA 2G燃料組件。為了改善電站經(jīng)濟(jì)性，公司在原先設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上實(shí)施了混合堆芯及提高燃料富集度的電廠的燃料管理策略。在新的燃料管理策略下，換料新燃料組件將采用包殼材料為M5合金的AFA 3G燃料組件，同時(shí)235U富集度也從原先設(shè)計(jì)的3.25％提高到3.70％，平衡堆芯循環(huán)長度增加到約340EFPD。這樣秦山第二核電廠的兩臺機(jī)組都將經(jīng)歷由AFA 2G和AFA 3G燃料組件組成的混合堆芯三～四個(gè)燃料循環(huán)。在混合堆芯方

3、案實(shí)施過程中，由于后備反應(yīng)性的增加，反應(yīng)堆冷卻劑硼濃度將會增加，冷卻劑的pH值控制也將有所不同，這對一回路水化學(xué)控制也提出了新的要求和挑戰(zhàn)。 本文針對混合堆芯運(yùn)行期間的特點(diǎn)，從燃料包殼材料鋯合金的腐蝕性能和腐蝕機(jī)理著手，研究了一回路冷卻劑硼酸和氫氧化鋰協(xié)調(diào)pH控制，提出了秦山第二核電廠在采用AFA2G和AFA3G燃料組件的混合堆芯期間，對反應(yīng)堆冷卻劑B-Li協(xié)調(diào)控制曲線進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化反應(yīng)堆冷卻劑pH管理，最大限度地降低一回路系統(tǒng)

4、及燃料包殼的腐蝕；從氧、氫及侵蝕性雜質(zhì)離子對燃料包殼的腐蝕機(jī)理入手，分析研究了主回路溶解氧及侵蝕性雜質(zhì)離子的來源，提出了反應(yīng)堆冷卻劑中溶解氧、侵蝕性雜質(zhì)離子及沉積物的控制方法，總結(jié)出了反應(yīng)堆冷卻劑中溶解氫的最佳控制范圍。 本文通過對秦山第二核電廠歷次大修停堆氧化運(yùn)行效果進(jìn)行比較和趨勢分析，從中總結(jié)出放射性、劑量率等變化規(guī)律。并對前幾次換料大修氧化運(yùn)行過程中遇到問題或異?，F(xiàn)象進(jìn)行了深入的原因分析，提出了解決的建議，對優(yōu)化停堆氧化運(yùn)