專利名稱:核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫酸根污染的分析方法，尤其涉及一種核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法。
背景技術(shù)：
目前，核電站運(yùn)行過程中，定期需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行大修，其中，大修后啟動(dòng)過程主要包括對(duì)一回路進(jìn)行靜態(tài)排氣、動(dòng)態(tài)排氣步驟，然后RCP主泵啟動(dòng)運(yùn)行，再對(duì)一回路加RH4除氧，然后檢查化學(xué)平臺(tái)的各項(xiàng)指標(biāo)，在指標(biāo)合格下，對(duì)RCP系統(tǒng)繼續(xù)升溫。2004年，在大亞灣/嶺澳核電的四次機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中都發(fā)生了一回路硫酸根污染的問題，在大亞灣 /嶺澳核電站的L201/L102/D210/D110(該代碼為機(jī)組大修編號(hào)，其中，L201代表嶺澳核電站二號(hào)機(jī)組第一次大修，DllO大亞灣核電站一號(hào)機(jī)組第10次大修等)的4次機(jī)組大修啟動(dòng)階段，因?yàn)橐换芈返牧蛩岣廴竟矊?dǎo)致大修關(guān)鍵路徑延誤121小時(shí)，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1。
表1L201/L102/D210/D110大修啟動(dòng)階段一回路硫酸根情況數(shù)據(jù)匯總
大修時(shí)間大修路徑延誤原因延誤時(shí)間 (h)SO42"最大值 (μ g/Kg)L2012004. 01. 23主回路SO42_含量偏高，超出了機(jī)組升溫至120°C以上的規(guī)范限值43293L1022004. 03. 14沒有超出機(jī)組升溫至12CTC以上的規(guī)699范限值，但因等候趨勢(shì)判斷D2102004. 06. 30主回路SO42_含量偏高，超出了機(jī)組升溫至120°C以上的規(guī)范限值41278DllO2004. 11. 03主回路SO42_含量偏高，超出了機(jī)組升溫至120°C以上的規(guī)范限值31270. 3
根據(jù)美國(guó)EPRI出版的“PWR —回路水化學(xué)導(dǎo)則”第四版的介紹“在實(shí)驗(yàn)研究條件下，SO42-引起不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂(SCC)的危險(xiǎn)性不亞于Cl—。正是由于SO42-的這種危害， 本導(dǎo)則第三版將SO42-正式納入控制指標(biāo)”。有2個(gè)PWR電廠的蒸汽發(fā)生器的ALL0Y600傳熱管一次側(cè)的失效破裂與硫化物的存在有關(guān)。其中一個(gè)發(fā)生在大修期間，一個(gè)發(fā)生在功率運(yùn)行期間。功率運(yùn)行期間，少量樹脂進(jìn)入一回路系統(tǒng)即足以在系統(tǒng)內(nèi)生成引發(fā)晶間腐蝕破裂(IGA)的SO/—濃度。1994年，“西班牙JOSE CABRERA核電廠發(fā)生了控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)晶間腐蝕斷裂事故(IGA)，斷裂材料是ALL0Y600含金。原因是該電廠1980年和1981年二次發(fā)生樹脂泄漏事件GOL和200L)，使得一回路SO/—濃度升高和pH降低”。
正因?yàn)榱蛩岣奈：π?，大亞灣核電站《化學(xué)與放射化學(xué)技術(shù)規(guī)范》D-TD/GNP/311 中對(duì)于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(或RRA)給予了嚴(yán)格規(guī)定，為了避免產(chǎn)生一回路腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，表1 中所列4次大修的主回路S042_異常時(shí)均必須在正常冷停堆的階段將S042_處理合格然后再向單相中間停堆過渡。處理過程極大地延誤了大修關(guān)鍵路徑。給電站帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
EDF對(duì)過去10年(1994 2003)的硫酸根異常情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示(摘自2004年 EDF/DNMC化學(xué)交流材料)30%機(jī)組在機(jī)組大修再啟動(dòng)階段發(fā)生過一回路S042_污染且含量超規(guī)范限值現(xiàn)象。超規(guī)范限值時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)7天，平均<2天。而且到目前為止大多數(shù)機(jī)組大修再啟動(dòng)階段發(fā)生的一回路SO/—污染事件的原因未明。表明硫酸根在機(jī)組啟動(dòng)階段污染一回路的問題不單是DNMC獨(dú)有還是同類型電站普遍存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種無遺漏、能揭示硫酸根污染實(shí)質(zhì)的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法，反應(yīng)堆內(nèi)部強(qiáng)輻射、水中存在富氧、除鹽床中含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂，造成核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染。
核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法，具體為經(jīng)排查試驗(yàn)、 實(shí)驗(yàn)室模擬氧化試驗(yàn)、核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程系統(tǒng)試驗(yàn)，分析得出在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，反應(yīng)堆內(nèi)部輻射達(dá)到10Gy/h以上，氧氣濃度大于％ig/kg時(shí)，水中會(huì)形成一定濃度的雙氧水，與除鹽床中含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂反應(yīng)后逐步形成硫酸鹽， 造成硫酸根污染。
所述排查試驗(yàn)包含以下步驟
1)、進(jìn)行了與一回路停堆活動(dòng)相關(guān)的化學(xué)品的排查檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，排除了使用化學(xué)品帶來硫酸根污染；
2)、進(jìn)行了新燃料引入污染物排查檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，排除了新燃料帶來硫酸根污染；
3)、對(duì)核電站機(jī)組大修的氧化階段進(jìn)行檢測(cè)排查，檢測(cè)得出在加入H2A后出現(xiàn)了硫酸根濃度急劇升高的情況，并排除了 H2A本身含硫酸根、除鹽床在投運(yùn)時(shí)造成的硫酸根污染；
4)、在機(jī)組啟動(dòng)階段冷停堆模式下，實(shí)時(shí)檢測(cè)啟動(dòng)階段H2A濃度、硫酸根含量，得出機(jī)組啟動(dòng)階段也產(chǎn)生了高濃度的H2O2，并造成硫酸根污染。
所述排查試驗(yàn)優(yōu)選包含以下步驟
1)、對(duì)核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程使用化學(xué)品中的總硫含量、熱分解后硫酸根含量進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一回路硫酸根污染時(shí)硫酸根的濃度，排除所用的化學(xué)品是帶來硫酸根污染的根源；
2)、對(duì)新燃料引入污染物進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行了燃料表面擦拭試驗(yàn)、燃料加熱試驗(yàn)，其結(jié)果排除了新燃料帶來了硫酸根污染；
3)、對(duì)核電站機(jī)組大修的氧化階段進(jìn)行檢測(cè)排查，檢測(cè)得出在加入H2A后出現(xiàn)了硫酸根污染情況，對(duì)加入的H2A中硫酸根含量、除鹽床在投運(yùn)時(shí)除鹽床出水口水樣硫酸根含量檢測(cè)，排除了 H2A本身含有硫酸根、凈化流量變化帶來了硫酸根污染；
4)、在機(jī)組啟動(dòng)階段冷停堆模式下，實(shí)時(shí)檢測(cè)啟動(dòng)階段H2A濃度、硫酸根含量，得出機(jī)組啟動(dòng)階段也產(chǎn)生了高濃度的H2O2，并造成硫酸根污染，對(duì)H2O2的產(chǎn)生來源進(jìn)行分析。
分別采用X-射線熒光分析法、電量法，對(duì)核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程使用化學(xué)品中的總硫含量進(jìn)行檢測(cè)。
所述熱分解后硫酸根含量的測(cè)定方法具體為在110°C下對(duì)采用的化學(xué)品進(jìn)行加熱分解，檢測(cè)分解后產(chǎn)物中硫酸根的含量。
所述的燃料表面擦拭試驗(yàn)具體為用濕棉球擦拭燃料棒表面及柵格，然后檢測(cè)濕棉球上硫酸根的含量。
所述燃料加熱試驗(yàn)具體為在燃料清洗槽中將除鹽水加熱到90°C，取樣分析水中的硫酸根含量作為本底值，隨機(jī)挑選3 5組燃料組件分別放入清洗槽中，加熱到90°C恒溫2 3小時(shí)，取出燃料組件，取清洗槽中的水樣分析硫酸根含量，最后減掉本底值即為燃料組件的硫酸根含量。
所述實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)為在實(shí)驗(yàn)室模擬機(jī)組啟動(dòng)階段條件，檢測(cè)分析H2O2產(chǎn)生的條件、H2A與含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂發(fā)生氧化反應(yīng)條件及反應(yīng)結(jié)果。
所述核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程系統(tǒng)試驗(yàn)為在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中， 在線驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果，檢測(cè)分析H2O2含量對(duì)含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂的影響，以及造成硫酸根污染的情況。
本發(fā)明通過排查試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室模擬氧化試驗(yàn)、核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程、氧化過程系統(tǒng)試驗(yàn)，分析得出在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，機(jī)組內(nèi)部輻射大于10Gy/h的條件下，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)氧氣濃度大于-g/kg時(shí)，除鹽床中含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂被氧化后逐步形成硫酸鹽，造成硫酸根污染，本發(fā)明采用的方法詳盡、無遺漏、能揭示核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的實(shí)質(zhì)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是本發(fā)明實(shí)施例L202 —回路氧化階段硫酸根含量變化圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例樹脂浸出氧化分解變化圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例DllO機(jī)組大修啟動(dòng)階段一回路冷卻劑中硫酸根與H2A含量變化圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例D210機(jī)組大修啟動(dòng)階段一回路冷卻劑中硫酸根與H2A含量變化圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例L202機(jī)組大修氧化停堆階段一回路冷卻劑中硫酸根與H2A 含量變化圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例L103機(jī)組大修氧化停堆階段一回路冷卻劑中硫酸根與H2A 含量變化圖；[0035]圖7是本發(fā)明實(shí)施例DlPTR乏燃料水池和D1PTR00 IDE除鹽床硫酸根變化趨勢(shì)圖。
具體實(shí)施方式
以下通過D210、L202和L103 (大亞灣核電站二號(hào)機(jī)組第十次大修、嶺澳核電站二號(hào)機(jī)組第二次大修和一號(hào)機(jī)組第三次大修)，在機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，對(duì)硫酸根污染的分析情況來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
—、與一回路相關(guān)的停堆活動(dòng)使用的化學(xué)品的排除試驗(yàn)
1、首先根據(jù)發(fā)生的SO/—污染特點(diǎn)，對(duì)大修的維修工作時(shí)使用的含硫有機(jī)物進(jìn)行排查。
篩選出13種含硫量可能高的化學(xué)品，采用X-射線熒光分析儀和石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) "SH/T 0253輕質(zhì)石油產(chǎn)品總硫含量測(cè)定-電量法”的方法測(cè)定化學(xué)品硫含量。這13種化學(xué)品的硫含量測(cè)量結(jié)果如表2所示
表2化學(xué)品硫含量測(cè)定結(jié)果
6
權(quán)利要求
1.一種核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法，其特征在于，經(jīng)排查試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室模擬氧化試驗(yàn)、核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程系統(tǒng)試驗(yàn)，分析得出在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，反應(yīng)堆內(nèi)部輻射達(dá)到10Gy/h以上，氧氣濃度大于％ig/kg時(shí)，水中會(huì)形成一定濃度的雙氧水，與除鹽床中含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂反應(yīng)后逐步形成硫酸鹽，造成硫酸根污染。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述排查試驗(yàn)包含以下步驟1)、對(duì)核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程使用化學(xué)品中的總硫含量、熱分解后硫酸根含量進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一回路硫酸根污染時(shí)硫酸根的濃度，排除所用的化學(xué)品是帶來硫酸根污染的根源；2)、對(duì)新燃料引入污染物進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行了燃料表面擦拭試驗(yàn)、燃料加熱試驗(yàn)，其結(jié)果排除了新燃料帶來了硫酸根污染；3)、對(duì)核電站機(jī)組大修的氧化階段進(jìn)行檢測(cè)排查，檢測(cè)得出在加入H2A后出現(xiàn)了硫酸根污染情況，對(duì)加入的H2A中硫酸根含量、除鹽床投運(yùn)時(shí)除鹽床出水口水樣硫酸根含量檢測(cè)，排除了 H2A本身含有硫酸根、凈化流量變化帶來了硫酸根污染；4)、在機(jī)組啟動(dòng)階段冷停堆模式下，實(shí)時(shí)檢測(cè)啟動(dòng)階段H2O2濃度、硫酸根含量，得出機(jī)組啟動(dòng)階段也產(chǎn)生了高濃度的H2O2，并造成硫酸根污染，對(duì)H2O2的產(chǎn)生來源進(jìn)行分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，分別采用X-射線熒光分析法、電量法，對(duì)核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程使用化學(xué)品中的總硫含量進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述熱分解后硫酸根含量的測(cè)定方法為在110°C下對(duì)采用的化學(xué)品進(jìn)行加熱分解，檢測(cè)分解后產(chǎn)物中硫酸根的含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述的燃料表面擦拭試驗(yàn)為用濕棉球擦拭燃料棒表面及柵格，然后檢測(cè)濕棉球上硫酸根的含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述燃料加熱試驗(yàn)為在燃料清洗槽中將除鹽水加熱到90°C，取樣分析水中的硫酸根含量作為本底值，隨機(jī)挑選3 5組燃料組件分別放入清洗槽中，加熱到90°C恒溫2 3小時(shí)，取出燃料組件，取清洗槽中的水樣分析硫酸根含量，最后減掉本底值即為燃料組件的硫酸根含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)室模擬氧化試驗(yàn)為在實(shí)驗(yàn)室模擬機(jī)組啟動(dòng)階段條件，檢測(cè)分析H2A 產(chǎn)生的條件、H2A與含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂發(fā)生氧化反應(yīng)條件及反應(yīng)結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法， 其特征在于，所述核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程系統(tǒng)試驗(yàn)為在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，在線驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果，檢測(cè)分析H2O2含量對(duì)含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂的影響，以及造成硫酸根污染的情況。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的分析方法，經(jīng)排查試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室模擬氧化試驗(yàn)、核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程系統(tǒng)試驗(yàn)，分析得出在核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程中，反應(yīng)堆內(nèi)部強(qiáng)輻射、水中存在富氧、除鹽床中含有苯磺酸基團(tuán)的陽離子交換樹脂，造成核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染。本發(fā)明的方法無遺漏、能揭示核電站機(jī)組大修后啟動(dòng)過程一回路硫酸根污染的根源。
文檔編號(hào)G21C17/017GKCN101483074 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910104858
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年1月7日
發(fā)明者劉衡, 吳義兵, 吳華雄, 夏子世, 姚雪鴻, 張?jiān)? 方軍, 楊茂春, 林堯炳, 汪長(zhǎng)春, 沈星, 洪錦從, 田朝輝, 鄭文遠(yuǎn), 陳朝暉 申請(qǐng)人:中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司, 大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan非專利引用 (5),