B-Li水化学对核电站金属材料腐蚀的影响

本文阐述了压水堆核电站一回路B-Li水化学工况控制的发展趋势,及其对腐蚀产物、降低剂量率的作用;概括了B浓度、Li浓度及pH值对镍基合金、不锈钢、锆合金的PWSCC敏感性、裂纹扩展速率、腐蚀产物释放速率等性能的影响;分析了核电站应用富集硼酸的积极作用。一回路水化学控制在较高pH有利于减少核电站金属材料的腐蚀,提高核电站的安全与可靠性。     

压水堆核电站一回路活化腐蚀产物源项控制措施探讨

材料替代和一回路水化学控制是降低活化腐蚀产物源项的主要措施。本文介绍M310、AP1000和EPR三种压水堆核电站一回路水化学优化情况,比较三种压水堆一回路活化腐蚀产物源项,分析探讨水化学优化对源项降低的影响,最后对国内压水堆核电站一回路水化学优化提出建议。     

压水堆核电站一回路主要活化腐蚀产物及水化学控制措施

压水堆核电站在未发生燃料包壳破损的情况下,85%的堆芯外辐射场是由活化腐蚀产物造成的。本论文分析讨论了一回路冷却剂中主要的活化腐蚀产物及其产生的原理,提出了通过水化学控制来降低活化腐蚀产物的几种主要措施,包括pH控制、氧化运行以及注锌技术等。核电站相关分析数据表明,这些水化学控制措施对于控制活化腐蚀产物均取得了良好的效果。     

秦山第二核电厂混合堆芯水化学控制技术探讨

根据秦山第二核电厂混合堆芯的特点,对其一回路水化学优化控制方法进行了研究,提出采用4段的硼-锂(B-Li)协调方案控制最高锂浓度,以降低反应堆结构材料的腐蚀风险.对不同燃料循环腐蚀活化产物进行跟踪分析,结果表明:在混合堆芯运行期问,采用优化的B-Li协调水化学控制对抑制一回路结构材料腐蚀和降低一回路辐射场是有效的.     

根据水化学和职业辐射照射剂量进行先进压水堆材料选择

一回路材料选择准则是根据降低反应堆运行期间及完成使用寿命以后的职业照射剂量和形成的放射性废物量来评定的，原因分析涉及到最佳一回路水化学环境选择、材料的耐腐蚀性及一回路内表面预处理几个方面。捷克斯洛伐克就一回路材料成份对核电站辐射情况的影响进行了讨论，并将实验结果与对腐蚀产物在一回路的迁移建立的数学模型得出的计算结果进行了对比。     

核蒸汽发生器传热管的腐蚀产物释放速率研究

反应堆外的辐射场主要是由核供热系统释放的腐蚀产物活化而形成的。为了操作和检修的需要,尽量减少变成辐射源的腐蚀产物是极其重要的。为此研究了日本Inconel 690、国产Inconel 690、Inconel600和Incoloy 800等四种核蒸汽发生器传热管材在模拟核电站一回路介质中静态条件下的均匀腐蚀速率和金属释放速率。结果表明,Inconel 690合金管在一回路介质中具有极低的腐蚀产物释放速率,且试验材料的均匀腐蚀速率和金属释放速率随铬含量的增高而降低。     

VVER机组大修辐射源项控制体系研究和实践

基于VVER机组停机过程中辐射源项的释放和迁移原理，本文结合系统的设计功能建立了一套覆盖机组状态的大修全过程辐射源项控制方法，提出了一套覆盖机组状态的大修全过程辐射源项控制体系。该体系经某VVER核电机组验证，通过一回路pH和溶氢等水化学控制措施，可以降低设备的腐蚀速率和腐蚀产物被活化的几率。使用一回路冷却剂净化系统（KBE）、冷却剂贮存系统（KBB）树脂床对一回路介质可以实现对放射性核素的有效净化，其中一回路贮存水箱的净化效率可以达到90%以上；系统介质或者外接冲洗设备对高剂量率系统设备进行冲洗、净化，净化效率可以达到50%以上。结合VVER机组辐射源项控制经验和最新的源项控制技术，提出了后续VVER机组辐射源项控制的优化和研究方向。     

压水堆一回路颗粒性腐蚀产物沉积机理的实验研究

一回路腐蚀产物在传热管内表面的沉积对压水堆核电厂安全运行和放射性产物屏蔽有非常不利的影响。为研究一回路腐蚀产物在传热管中的沉积机理,搭建了一回路腐蚀产物沉积机理研究实验系统。实验研究了颗粒性腐蚀产物Fe_3O_4在传热管内的沉积分布,并对比分析了不同弯管半径、pH值和粒径对颗粒沉积的影响。实验得到了颗粒状腐蚀产物在管内分布的规律,给出了最大沉积量所对应的pH值和粒径范围,可为压水堆化学控制提供参考。     

停堆氧化运行中主回路活化腐蚀产物的迁移与控制

核电站主回路中腐蚀产物的氧化净化是核电站大修的源项控制中最重要的一环.本文综合分析氧化净化过程中pH值、H2O2和溶解氢浓度对主回路活化腐蚀产物迁移的影响,结合大亚湾核电站的实践经验,提出了低pH值、低H2和集中引入适量氧的控制手段.     

焊接残余应力对316LN不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率的影响

核电站不锈钢管道焊接过程中引入的残余应力对焊接接头的应力腐蚀开裂性能有较大影响。本文针对一AP1000主管道316LN不锈钢焊接模拟件进行残余应力分析和应力腐蚀裂纹扩展速率测量,得到了焊后原始状态和去应力热处理状态的焊接热影响区材料在高温高压水中的应力腐蚀裂纹扩展速率。实验结果表明,焊接残余应力明显提高了热影响区的应力腐蚀裂纹扩展速率,且在含氢的压水堆一回路正常水化学下焊接残余应力的影响更加显著。     

富集硼酸在压水堆一回路水化学中的应用研究

压水堆核电厂一般采用天然硼来控制反应性。在核电厂实施长循环燃料管理后,寿期初硼浓度较高,增加了水化学控制的压力。本文开展了富集硼酸(EBA)在一回路水化学中的应用可行性及其对相关水质处理系统的影响分析。研究表明一回路采用EBA有助于降低结构材料的腐蚀和堆外辐射场,提高在役核电厂的经济性。     

模拟Co胶体在压水堆停堆氧化运行期间的溶解行为研究

Co是压水堆核电站最主要的集体剂量贡献核素,大修时Co胶体活化腐蚀产物可能在一回路和辅助系统表面沉积,对集体剂量产生重要贡献。停堆氧化运行期间的水化学条件决定了Co胶体的净化效果,为获取对Co胶体溶解去除最有利的水化学条件,首先在实验室条件下制备了粒径为40～50 nm的模拟Co胶体,使用TEM、SEM、EDS进行了表征,其主要成分为CoO和Co单质。然后模拟了停堆氧化运行期间的水质与水化学条件,研究了温度、Li浓度（pH值）、H₂O₂浓度以及反应时间对Co胶体溶解行为的影响。结果表明,Co胶体的溶解反应速率很快,0.5～1 h即达到平衡,对Co胶体溶解和去除最有利的水化学条件为：温度70 ℃、Li 浓度接近0 mg/kg、H₂O₂浓度约10 mg/kg。     

注锌水化学对Zr-Sn-Nb合金腐蚀性能影响

采用高压釜腐蚀试验研究Zr-Sn-Nb合金在模拟压水堆一回路注锌水化学环境中的腐蚀行为,对Zr-Sn-Nb合金在无锌和加锌水化学环境中的腐蚀增重、氧化膜形貌等现象进行分析。结果表明:Zr-Sn-Nb合金在无锌和加锌水化学环境中腐蚀150 d时腐蚀增重曲线发生转折,加锌对Zr-Sn-Nb合金腐蚀增重量、腐蚀动力学规律、氧化膜形貌、氧化膜物相、氧化膜厚度、氢化物分布和吸氢浓度无明显影响。      

VVER机组一回路加氨量化控制方法的研究

通过对一回路净化和除气流程的深入研究,针对一回路中各主要物质及产物的相互关系,经过物料衡算,总结出不同工况下一回路连续加氨的量化控制方法,降低了功率运行时因加氨量不平衡导致的溶氢、总碱金属（钾、钠、锂的物质的量的总和）等一回路水化学控制指标偏离的风险,优化了一回路水化学工况,为今后的工作提供了理论指导.     

某三代压水堆机组停堆水化学控制工艺改进与应用

有效降低压水堆机组反应堆冷却剂系统（RCP）材料腐蚀速率的同时有效去除活化腐蚀产物,可降低堆芯外辐射场、减少工作人员受照剂量,从而确保核电机组大修工作的顺利展开。某三代PWR机组采用富集硼酸（EBA）进行反应性控制的同时,利用其在功率运行期间对RCP系统冷却剂实施水化学控制的显著优势,同时在机组首次大修期间对停堆水化学控制工艺采取的改进措施（包括碱性环境向酸性环境转换、还原环境向氧化环境转换、强制氧化期间多次向一回路添加双氧水维持氧化性、化学和容积系统混床最大流量净化等）,在机组停堆下行阶段实现了降低机组辐射剂量并减少工作人员受照剂量的目的。      

压水堆核电厂一回路首次钝化工艺研究

压水堆核电厂热态功能试验中的一回路首次钝化对核电厂一回路材料腐蚀控制和减少腐蚀产物等方面具有重要作用。本文结合理论研究与工程实际情况,提出了在热态功能试验过程中钝化膜的生成包含电化学反应和化学反应的观点,阐述了双层膜的生长机理,解释了用电化学测试方法分析钝化工艺过程的合理性,推导出钝化温度与钝化膜反应速率的函数关系式,钝化温度升高,反应速率升高,钝化时间缩短;明确了钝化工艺温度的理论限值应不低于260℃。      

压水堆活化腐蚀产物源项~(58)Co和~(60)Co敏感性研究

以某压水堆核电厂为例,采用CORA程序分析压水堆核电厂一回路材料组成、蒸汽发生器传热管材料钴含量、冷却剂氢氧化锂浓度、净化效率和反应堆运行功率等因素变化对一回路腐蚀产物58Co和60Co活度浓度的影响。计算结果表明:通过限制蒸汽发生器传热管材料中钴元素的含量、提高冷却剂中氢氧化锂浓度、提高冷却剂净化效率和降低功率等措施可以有效降低活化腐蚀产物的活度浓度,为压水堆核电厂辐射剂量控制提供参考。     

5MW核供热堆的水化学实验研究

实验研究了５ＭＷ核供热实验反应堆的水化学特性。该堆是一体化自稳压自然循环壳式轻水反应堆，测量了一回路冷却水水质的化学成分，如溶解氧、ｐＨ值、电导率、硝酸根、氯离子、氟离子及腐蚀产物、溶解氢等。讨论了反应堆结构对水化学的影响。     

核电厂大修期间一回路冷却剂中放射性指标监测与控制

核电厂大修期间,从机组降功率至卸料结束,由于一回路冷却剂温度和压力不断降低、pH和氧化还原环境的改变,冷却剂中裂变产物和活化腐蚀产物比活度会发生系列变化。结合海南核电三次大修经验,阐述了降功率期间存在小缺陷燃料元件的氙和碘释放规律、一回路冷却剂中活化腐蚀产物的释放与净化过程、稳压器开人孔阶段一回路冷却剂放射性指标反弹现象及原因分析、卸料结束后乏池放射性指标反弹现象及原因分析,为后续机组大修期间一回路冷却剂放射性指标监督与控制提供借鉴。     

水化学参数对压水堆燃料表面污垢沉积过程的影响研究

通过调整压水堆（PWR,Pressurized Water Reactor）运行期间各种水化学参数，能够有效控制一回路水质。作为影响燃料性能的重要因素，污垢（CRUD,Chalk Rivers Unidentified Deposits）在燃料表面的沉积行为会随水化学参数调整而改变。本文研究了溶解氢气（DH,Dissolved Hydrogen）浓度、pH、注锌和超声波清洗（UFC,Ultrasonic Fuel Cleaning）对某PWR功率运行期间CRUD沉积过程的影响，结果表明DH浓度对CRUD沉积影响较小，提高pH、注锌和应用UFC能够抑制CRUD沉积。研究成果为从水化学控制角度提高PWR安全性和经济性提供了理论依据和数据支撑。