长燃料循环对核电厂蒸汽发生器缝隙化学的影响及对策

发布时间：2024-02-07 00:03

　　国内核电厂将燃料循环周期从12个月延长到18个月,提升了机组的能力因子和经济效益,但是迁移、沉积在蒸汽发生器内的腐蚀产物及在缝隙内可溶性杂质累积浓度也随之增加,这对蒸汽发生器的安全运行带来了负面影响。本文根据蒸汽发生器缝隙隐藏与返出原理,研究了核电厂实施长燃料循环对缝隙化学和传热管的影响,揭示当燃料循环延长到18个月后,缝隙内主要杂质Na⁺、Cl^-和SO₄^2-浓度累积值增加2倍,导致传热管风险因子增加2倍以上,因此传热管腐蚀风险明显地上升了。这些研究结果结合缝隙内可溶性杂质累积控制和传热管风险评估方法,提出采用低功率浸泡、添加分散剂、优化二回路化学控制,水力清洗,化学清洗等对策,目的是最大程度降低因实施长燃料循环对蒸汽发生器所造成的负面影响,供实施长燃料循环的核电厂运行时参考。

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【部分图文】：

图1蒸汽发生器示意图和传热管与支撑板形成的缝隙

图1(a）是压水堆（PWR）核电厂的蒸汽发生器示意图。一台蒸汽发生器安装约3000～6000根传热管，倒U型传热管管口与管板相接，上部每隔一定高度使用支撑板固定，以保证这些传热管在蒸汽发生器运行过程中不发生偏移和振动、不影响水的流动。这样传热管与管板及传热管与支撑板[见图1....

图2蒸汽发生器缝隙内可溶性溶质到达平衡的时间与本体水中溶质浓度的关系

公式（2）是模拟核电厂蒸汽发生器缝隙隐藏与返出过程，本体溶质浓度从μg/kg到mg/kg的条件下获得的实验数据中推导来的，与核电厂缝隙几何形状，运行条件相似，因此该缝隙隐藏模型可以应用于核电厂中，定量地评估蒸汽发生器缝隙内化学溶质隐藏现象。例如在一个PWR核电厂蒸汽发生器内，由直....

图3燃料循环周期由12个月延长到18个月后蒸汽发生器缝隙杂质浓度累积值

公式（3）已经被许多核电厂采纳，用于计算缝隙内可溶性杂质的累积。图3是国内某核电厂在实施长燃料循环后（运行周期由12个月延长到18个月），蒸汽发生器缝隙内钠、氯和硫酸根浓度累积值。从图中可以看到，虽然运行时间只延长了6个月，但蒸汽发生器缝隙内钠、氯和硫酸根累积值ppb·d却增加了....

图4运行周期延长后蒸汽发生器传热管风险因子变化

这个方程表明传热管暴露于缝隙内的化学杂质浓度越高，时间越长发生腐蚀开裂的概率就越大。因此使用上述公式可评估一个燃料循环内缝隙化学及燃料循环时间对传热管的影响。国内一个核电厂根据这个公式计算了实施长燃料循环后蒸汽发生器传热管发生腐蚀的风险，如图4所示。这表明随着运行周期延长到18个....

本文编号：3896420