补充：一回路水化学管理

限值 化验校核频度 0-2500 连续、自动进行 0.7-2.2 每周三次 25-50（推荐值25- 连续，至少每周三 正常运行（T>100℃） 氢， 35） 次 mL/kg 反应堆容器要打开顶盖， ≤15 H2O 计划停堆前24h （STP） T<l00℃，当反应堆容 <5 器要打开顶盖时 由硼酸和LiOH浓度 pH 每天、自动进行 决定 氯化物/ppm <0.15 每周一次 氟化物/ppm <0.15 每周一次 氧/ppm <0.l0 每周一次 悬浮物/ppm <1.0 每周一次 二氧化硅/ppm <0.20 每周一次 钙/ppm <0.l0 每周一次 镁/ppm <0.l0 每周一次 铝/ppm <0.l0 每周一次 参数 硼酸（含硼ppm） 氢氧化锂（含锂ppm）
大亚湾核电站一回路冷却剂的 锂运行规范
大亚湾核电站二回路SG排污口的运行规范
纠正措施
在运行过程中当一个参数接近或超过基准值，纠正措施就 应该执行。 纠正措施采取的方法取决于各核电站的设计特点和参数类 别，每个核电站应该根据本电站特别关心的问题预先制定 纠正措施的程序，以下提出带有普遍性措施的几点建议： ①将现有的分析结果与以前的分析数据进行比较，判断是否 一致，以确认目前水化学所处的状态； ②证实并切断杂质来源 ； ③增加取样和分析频度以观察水化学的短期趋势，并且证实 临界化学参数分析结果的正确性； ④证实反应堆冷却剂净化系统是否已达到的最大流量投入运 行，并确认离子交换树脂床净化效率是否良好。
控制参数和诊断参数
控制参数
凡影响反应堆运行安全、需要严格控制的水化学参数 定义为控制参数。 每个控制参数被确定了限值。超出限值就必须采取行 动，纠正存在的问题。
诊断参数
对于虽不直接影响运行安全，但可能影响反应堆材料、 燃料包壳性能和辐射场积累，并可帮助化学工作者解 释水化学工况偏离正常值原因的其他化学参数定义为 “诊断参数”。 诊断参数虽不具有行动基准，但也应设预定限值。
水化学管理的主要内容
（2）添加化学物质用以抵消由辐解和结构材料腐蚀 产生的有害效应，同时也用来抵消由化学补偿引 起的酸度偏离； 加氢抑水的辐照分解 加碱抵消硼酸引起的pH降低 加Zn抑制放射性核素的积累
水化学管理的主要内容
（3）将促使材料、冷却剂和保护性氧化膜品质下降 的化学杂质浓度减至最低。 采用高纯水或超纯水作为补给水, 使回路中的 杂质含量降至尽可能的低。特别控制氯等卤族 元素离子, 尽可能地避免局部腐蚀开裂的可能. 确保燃料包壳和一回路系统压力壳边界屏障的 完整性. 用净化系统除去一回路冷却剂中的杂质、腐蚀 产物、裂变产物, 以维持水质技术指标. 控制形成沸石的化学元素如钙、镁、铝、硅等, 它们主要来源于补水.
（2）诊断参数 对燃料包壳与一回路压力边界完整性无直接影响， 但对燃料性能或放射场有影响，并可帮助化学工 作者解释水化学工况偏离正常值原因的的水化学 参数可确定为诊断参数。 这些参数包括：B、电导率、pH 25℃、悬浮物、硅等 诊断参数也应给出限值，但无行动基准
我国核行业标准反应堆功率运行期间水化学限值
行动基准2
行动基准2规定了参数的限值，如运行中的数据超过此限值， 从工程经验判断，在短期内就能对系统的完整性构成显著的 损害，因此要迅速采取纠正措施，改变不正常的水化学条件。 为此，如水化学中的一个参数超过行动基准2的限值，应采取 如下措施： （a）采取措施使超标参数值在24小时内降到行动基准2的限值 以内； （b）假若超标参数在规定时间内不能降到行动基准2的限值以 内，则核电站应该有秩序地停堆并尽快地使反应堆到达冷停 堆条件，如在停堆之前水化学情况恢复到行动基准2要求的范 围内，则反应堆可提升到满功率运行； （c）超过了行动基准2规定的时间限值，实施了反应堆停堆， 此时首先应对此事件作技术评审，并且在反应堆重新启动之 前应采取相应的纠正措施。
我国核行业标准反应堆冷却剂补水的水化学参数
水化学参数 阳离子电导率（25℃），μS/cm 控制范围 <1.0 建议取样频率 1次 /周
pH（25℃）
溶解氧/（mg/kg） 氯离子/（mg/kg）
6.0-8.0
<0.10 <0.10
1次/周
1次 /周 1次 /周
氟离子/（mg/kg）
悬浮固体/（mg/kg） 总固体/（mg/kg） 二氧化硅/（mg/kg） 铝/（mg/kg） 钙/（mg/kg） 镁/（mg/kg）
<0.10
<0.10 <1.0 <0 .80 <0.02 <0 .02 <0.02
1次/周
1次 /周 1次 /周 1次 /周 1次 /周 1次 /周 1次 /周
大亚湾核电站一回路水wenku.baidu.com学技术规范
在反应堆运行中, 不同的运行模式下, 有不同的化学技术 规范(限值)
无加药调节的除盐水(补给水)技术规范
大亚湾核电站放射化学规范及 行动基准
1.00E+06
设计极限
1.00E+05
I-131当量，MBq/m
3
6小时内停堆 48小时内停堆 加强监测
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02 1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
惰性气体总量（MBq/m3) ∑惰性气体总量
水化学控制指标和行动基准的制定原则
各核电站应根据自己的设计特点、采用的燃料包壳材料、结 构材料、蒸汽发生器种类和性能，特别是传热管的管材，根 据以下原则制定水化学管理准则和反应堆不同运行工况下的 水化学指标： （1）控制参数 由于各水化学参数对燃料包壳与一回路压力边界完整性、 放射场及燃料性能的影响不同，水化学控制需要各电站根据 自己的具体情况综合考虑，确定水化学控制规范。由于燃料 包壳与一回路压力边界完整性是最重要的，需优先考虑，因 此，对燃料包壳与一回路压力边界完整性有直接影响的水化 学参数应被确定为控制参数，并给出其限值和行动基准。这 些参数包括：Cl-，F-，SO42-，Li、溶解氧和溶解氢
水化学管理的目标
结构材料的局部腐蚀得到有效抑制 使腐蚀产物的释放达到尽可能少 控制腐蚀产物的迁移和沉积，使一回路系统受到 的污染尽可能小 尽可能减少腐蚀产物在堆芯和蒸汽发生器中的沉 积 有效抑制水的辐照分解和氧的产生
水化学管理的主要内容
（1）可溶性中子吸收剂控制
在一回路冷却剂中添加硼酸, 作为堆芯反应性 控制剂, 根据燃料的燃耗调整其浓度. 用化学容积系统或锂、硼离子交换系统添加或 去除多余的锂或硼, 维持正常运行指标.
水化学管理的优化
为实现上述目标，某些化学参数的调整方 向可能会相反。即，为实现某一任务需要 提高某参数的值，但该参数值的提高却不 利于另一目标的实现。因此，水化学管理 需要综合考虑，优化实施。 上述五个目标中，优先程度不同
保证一回路边界和燃料包壳完整性是首要优先 任务 在保证一回路边界和燃料包壳完整性的前提下， 尽可能实现其它目标
无加药调节的除盐水是由纯水制备系统生产的高纯或超 纯水, 供给一回路首次注水, 运行补水和二回路蒸发器、 凝结器等需要高纯水的设备之用.
AP1000功率运行的一回路水质要求
电导率 pH 由硼酸和碱化剂浓度决定，期望值：<1-40μS/cm(25℃) 有硼酸和碱化剂浓度决定，期望值范围（25℃)：4.2（高 硼酸浓度时）-10.5（低硼酸浓度时）。在正常运行温 度下，应大于或等于5。. O2(1) 最大0.1ppm Cl-(2) 最大0.15ppm F-(2) 最大0.15ppm H2(3) 25-50cm3(STP)/kg H2O 悬浮物(4) 最大0.2ppm pH控制(Li7OH)(5) 按照燃料厂家合同条款，Li与硼酸协调控制。 硼酸 以B计，0-4000ppm 二氧化硅(6) 最大1.0ppm 铝(6) 最大0.05ppm 钙+镁(6) 最大0.05ppm 镁(6) 最大0.025ppm Zn(7) 最大0.04ppm
期望值和限值
期望值: 为了使设备运行工况符合规范, 在正常工况下应该达 到的数值或希望达到的数值. 超出此值可推测为可能 有异常. 限值: 必须遵守的值, 并且在超出这一数值时可能产生直接 的事故或到了材料承受的极限. 对于那些不作为“OTS” (核电厂运行技术规格书) 要求的参数, 一般只定义一个限值, 而没有规定超出 限值的允许时间. 对于以运行技术规范名义要求的、且以核安全名义 要求遵守的“OTS”参数,则定义了超限值的允许时 间和运行模式.
控制参数与行动基准
1.00E+06
设计极限
1.00E+05
I-131当量，MBq/m
控 制 参 数 2
3
行动基准III 行动基准II 行动基准I 正常运行
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02 1.00E+03
1.00E+04
1.00E+05
1.00E+06
1.00E+07
惰性气体总量（MBq/m3) ∑惰性气体 控制参数 总量 1
第五章 补充：压水堆一回路水化学管理
一回路水化学管理的目的
压水反应堆一回路水化学管理的目的包括：
（1）保证一回路结构材料和燃料组件材料的完整性； （2）抑制电站的辐射水平及放射性沉积物积累；
（3）保证电站的安全和经济运行。
水化学对反应堆的运行安全有重大的影响，具体 表现在以下方面：
（1）影响燃料包壳和一回路结构材料的完整性； （2）影响堆芯外的辐射场从而影响人·Sv的预先排定； （3）形成沉积物，因而降低传热效率和加剧局部腐蚀。
行动基准3
行动基准3规定了参数的限值，运行过程中如果水 化学的参数超过行动基准3的限值，从工程经验判 断，继续运行将对核电站极为不利，为此规定如一 个参数超过行动基准3的限值，则应采取如下措施： （a）迅速地有秩序地停堆，并尽可能利用其他手段使 冷却剂温度降至≤250℉（121℃）； （b）由于达到行动基准3规定的条件迫使反应堆停 堆之后, 应该对此事件进行技术审评，一定要求采 取相应的纠正措施后，反应堆才能重新启动。
水质化学技术规范确定的依据
硼 硼浓度要根据反应性控制需要调整。在反应堆停堆、 起动时保持较高的硼浓度, 但随着燃料燃耗的加深, 硼浓度降低. 由于硼浓度太高时，会导致正的冷却剂温度系数， 硼浓度不能太高。因此， 硼浓度在一定的范围内变 化。 不同的反应堆的硼浓度上限不同。大多数压水反应 堆的硼浓度上限为2000-2500ppm，如秦山核电站。 一些反应堆，如AP1000和大亚湾核电站，硼浓度上 限为4000mg/kg.

行动基准
水化学控制导则中根据控制参数和诊断参 数的值所确定的应采取的行动行动基准 根据不同的情况，规定了三种行动基准 三种行动基准规定：如确认控制参数超过 限值，就应采取纠正措施。
行动基准1
行动基准1规定的参数值有一个区域，如运行过程中的数 据超过此值，从工程经验判断，在这种条件下长期运行对 系统的可靠性有害。因此要采取改正水化学运行的措施， 行动基准1规定的值通常是核电站正常运行的限值。如水 化学中的一个参数超过行动基准1，采取的纠正措施包括 以下方面： （a）采取措施使该参数在7天内恢复到技术指标上规定的 限值以内； （b）如在7天之内不能使超标参数恢复到正常值，应对此 做出技术评审和实行纠正措施，这种步骤可能要求增加设 备或改进现有设备。
秦山核电站堆冷却剂系统水化学技术规定
参数
电导 pH，25℃
单位
μS/cm(25℃)
规定
1-40 5.4 - l0.5
溶解氧
氯化物 悬浮物
ppm
ppm ppm
≤0.l
≤0.l ≤1.0
颗粒大小
LiOH 硼酸 氢 比活度
μm
ppm Li-7 ppm B mL/kg H2O(STP) Bq/L
≤25
0.22 - 2.2 0 - 2400 25 - 35 ≤2.6×108
pH的优化
控制pH范围对抑制 镍合金腐蚀来说是最 佳的pH范围，但对 放射场抑制却不是最 佳。 某一水化学参数的控 制不能解决所有的问 题，需要权衡利弊， 优化决策。
几个术语
冷停堆（Cold shut-down） 反应堆处于次临界状态且冷却剂温度小于120℃ 。 堆启动状态（Start-up） 反应堆处于次临界，但冷却剂温度大于120℃。 功率运行（Power operation） 反应堆处于临界且达到或处于满功率状态。 异常工况 反应堆在异常状态下，控制参数在不同的行动水 平下一直处于限值以外。