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
2020-08-13
中国核电 2020年3期
(福建福清核电有限公司,福建 福清 350318)
压水堆(PWR)核电站一回路冷却剂系统的腐蚀或磨蚀产物经一回路冷却剂运载,在堆芯被中子活化而形成活化腐蚀产物。这些活化腐蚀产物以可溶、胶体或不溶解颗粒形式存在,虽然一回路化容系统(RCV)的过滤器和净化床可以除去部分活化产物,但是仍有相当部分的活化腐蚀产物沉积在一回路冷却剂系统表面上的腐蚀膜内从而导致堆芯外辐射场的积累。据统计,压水堆核电站堆芯外辐射场85%是由活化腐蚀产物造成的(见表1)。

表1 压水堆构成剂量率的主要放射性源项
通过分析活化腐蚀产物产生的原理和一回路中主要活化腐蚀产物的来源,选择合适的设备结构材料是减少活化腐蚀产物的重要途径,但核电站一旦建成后,其可更换的设备结构材料十分有限,因此一回路水化学控制就成为了控制活化腐蚀产物的主要措施,主要的控制措施有一回路冷却剂的pH控制和氧化运行。国外部分核电站采用的注锌技术对控制活化腐蚀产物也取得了良好的效果,本文对注锌技术的原理、效果以及注意事项也进行了阐述。
1 活化腐蚀产物产生的原理及一回路中主要的活化腐蚀产物
1.1 活化腐蚀产物产生的原理
机组正常运行期间,腐蚀产物主要以铁基镍酸盐的形式沉积在堆芯和主系统内表面,形成一层疏松的腐蚀薄膜,它富含镍、铁和少量铬,易受冷却剂化学环境变化的影响,容易发生转移,化学分子式为NixFe3-xO4,结构图和扫描电子显微镜(SEM)形貌如图1所示,最外层膜即为腐蚀产物沉积膜。……
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