“ 华龙一号” 加氢钝化工艺实施期间一回路水化学控制

摘 要：简述了某“ 华龙一号” 反应堆为满足热态功能试验（ HFT） 期间一回路加氢钝化工艺实施的水化学要求而在化学平台、热停平台、一回路升温与降温等阶段所采取的水质控制方法，并对水化学控制的实施结果进行了分析。控制结果显示，该机组加氢钝化实施过程各水质指标均被控制在预期范围。

关键词：华龙一号;加氢钝化;水化学控制

中图分类号：TL75+ 2;TL353+ . 5 文献标识码：A

一回路钝化是核电机组调试启动热态功能试验（HFT） 期间进行的一项特定金属表面处理工艺。通过维持适当的水化学条件，实施钝化后反应堆一回路内表面可形成富铬、均匀的保护氧化层[1-2] 。加氢钝化较自然钝化具有加速镍基合金表面钝化生成速率、使钝化层更加致密、促进金属表面松散氧化物脱落等作用，更有利于保护反应堆一回路压力边界的完整，降低商运后一回路的辐射场[3-5] ，已在国内外多家核电厂实施[6-7] 。

“华龙一号”一回路加氢钝化参考EPR 机组，由预氧化、硼化和强制氧化三道工艺组成[8-10] 。预氧化在热停平台进行，能使一回路内表面发生氧化还原反应形成金属氧化物层，时间不得低于300 h[11-12] 。硼化在临近热停平台结束进行，偏酸性环境可去除金属氧化物层外部不稳定的氧化物并巩固内部氧化物层[13-15] ，时间不得低于24 h。强制氧化在下行阶段一回路温度降为80 ℃ 时执行，目的是通过往一回路加入双氧水促进金属表面氧化物脱落，防止商运后被堆芯中子活化增加一回路放射性源项[16-19] 。在整个工艺实施过程中各水化学指标需全部满足规范要求，否则机组必须后撤或者延长钝化时间。

本文所述机组是首台执行一回路加氢钝化工艺的“华龙一号”核电机组，通过对该机组为满足加氢钝化水化学控制要求所采取的控制方法、实施过程及结果的介绍，以期为其它类似机组提供参考借鉴。

1 水化学控制要求

“华龙一号”加氢钝化一回路水化学控制指标主要分为四类，分别为溶解气体（溶解氢、氧）、硼和锂（用以调节pH 值）、杂质（钠、钙、镁、铝、硅、氯化物、氟化物、硫酸盐和悬浮物） 和腐蚀产物（铁、铬和镍）。另有总电导率指标，该指标反映了一回路中所有阴阳离子的总体含量。预氧化、硼化（天然硼）和强制氧化各工艺过程一回路水化学控制指标及要求列于表1，钝化辅助过程水化学控制指标及要求列于表2。

2 水化学控制的实施

预氧化、硼化和氧化工艺实施过程及一回路除气、化学平台、稳压器建汽腔等操作与一回路温度、压力的关系如图1 所示。为保证加氢钝化各项工艺顺利实施，稳压器气腔建立前化学平台期间一回路需除氧并注入硼酸，随后在上行阶段完成一回路溶解氢注入和氢氧化锂调节工作，保证一回路温度在升高至275 ℃ 开始预钝化时各水化学指标满足要求。当硼化工艺实施结束后，反应堆一回路要进一步提高硼酸浓度而后进入下行阶段，该阶段必须加强一回路水质净化并完成强制氧化工作，最后当一回路镍浓度小于100 μg/ kg 后加氢钝化工作即结束。