压水堆核电站一回路氟离子异常升高问题分析

张华政; 阙良生; 张嘉康

doi:10.13832/j.jnpe.2023.06.0249

压水堆核电站一回路氟离子异常升高问题分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0249

1.
山东核电有限公司，山东海阳，265100
2.
湛江核电有限公司，广东湛江，524000

详细信息

作者简介:
张华政（1971—），男，高级工程师，现主要从事核电厂化学监督工作，E-mail: yczhz@163.com

中图分类号: TL334
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出版历程
- 收稿日期: 2023-02-26
- 修回日期: 2023-03-30
- 刊出日期: 2023-12-15

Analysis of Abnormal Rise of Fluorion in the Primary Circuit of PWR

1.
Shandong Nuclear Power Company Ltd., Haiyang, Shandong, 265100, China
2.
Zhanjiang Nuclear Power Company Ltd., Zhanjiang, Guangdong, 524000, China

摘要

摘要: 针对某压水堆核电站大修后反应堆冷却剂系统（RCS）氟离子异常升高的问题，本文通过化学分析干扰因素排查、取样代表性验证排查、RCS补水水质排查、工艺系统添加物排查、燃料包壳引入杂质排查、化学辅材使用情况排查以及各相关系统水质排查，经排查之后得出原因是：建筑安装期间用于换料水池和乏燃料池不锈钢表面酸洗钝化的酸洗钝化膏未被清洗彻底而残留于不锈钢表面，经辐照分解后产生的氟离子对一回路水质造成污染，并造成净化离子床氟离子饱和，失去净化能力，换水过程中持续向一回路释放氟离子。
- 压水堆核电站 /
- 氟离子污染 /
- 水质异常排查分析 /
- 酸洗钝化膏
Abstract: In view of the abnormal increase of fluorion in the primary circuit of a PWR nuclear power plant after overhaul, in this paper, the interference factors of chemical analysis, the representative verification of sampling, reconnaissance of RCS makeup water quality, additives in the process system, impurities in fuel cladding, the use of chemical auxiliary materials, and water quality of related systems are investigated, the results show that the acid pickling passivation paste used for pickling passivation of stainless steel surface in the refueling pool and spent fuel pool during during construction and installation is not cleaned thoroughly and remains on the surface of stainless steel. The fluorion generated after irradiation decomposition pollutes the primary water, and causes the fluorion in the purification ion bed to be saturated, losing the purification ability of fluorion, and continuously releasing fluorion into the primary water during water exchange.
- PWR nuclear power plant /
- Fluorion pollution /
- Investigation and analysis of abnormal water quality /
- Acid pickling passivation paste

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图 1 A/B 2台机组BAST/RCS氟离子浓度趋势图

Figure 1. A/B-BAST/RCS Fluorion Trend Chart

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图 2 A/B 2台机组IRWST氟离子浓度趋势图

Figure 2. A/B-IRWST Fluorion Trend Chart

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图 3 A/B 2台机组SFP氟离子浓度趋势图

Figure 3. A/B-SFP Fluorion Trend Chart

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图 4 A/B 2台机组RCS氟离子浓度趋势图

Figure 4. A/B-RCS Fluorion Trend Chart

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表 1 取样代表排查监测数据

Table 1. Sampling Representative Monitoring Data

监测点	取样日期	阴离子浓度/（μg·L⁻¹）			备注
监测点	取样日期	F⁻	Cl⁻	SO₄²⁻	备注
RCS-HL	2020-02-28	31.8	9.8	3.0	A流道手套箱取样
RCS-HL	2020-02-28	32.0	9.8	2.6	A流道手套箱取样
RCS-HL	2020-02-28	31.3	9.4	2.2	A流道手套箱取样
ACC-B	2020-03-12	6.1	4.4	5.1	B流道手套箱取样
ACC-B	2020-03-12	7.2	4.4	3.4	A流道手套箱取样
RCS-HL	2020-03-13	32.0	5.5	2.1	B流道手套箱取样

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表 2 A-EHT、B-EHT大修期间氟离子浓度监测情况

Table 2. A-EHT, B-EHT Fluorion Monitoring During Overhaul　　　　　　

取样日期	A-EHT氟离子浓度/（μg·L⁻¹）	取样日期	B-EHT氟离子浓度/（μg·L⁻¹）
2020-02-11	8.3	2020-03-08	13.1
2020-02-13	9.8	2020-03-12	3.5
2020-02-14	7.6	2020-03-12	3.5
2020-02-15	12.5	2020-03-12	14.4
2020-02-17	5.4	2020-03-17	6.3
2020-02-21	7.7	2020-03-17	7.8

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表 3 燃料包壳表面氟离子浓度检测结果

Table 3. Test Results of Fluorion on Fuel Cladding Surface

公司名称	样品编号	氟离子浓度/ (μg·dm⁻²)
西屋公司	1	3
西屋公司	2	3
西屋公司	3	3
国核锆业	4	1
国核锆业	5	3
国核锆业	6	1

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表 4 某型不锈钢酸洗钝化膏主要成分表

Table 4. Main Components of a Type of Stainless Steel Passivation Paste

成分	含量/%
硝酸	7~20
硝酸盐	7~20
氢氟酸	5~15
增稠剂	10~30
缓蚀剂	0.5~5

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表 5 机组A CVS净化效率

Table 5. Unit A CVS Purification Efficiency

日期	入口氟离子浓度/ （μg·L⁻¹）	出口氟离子浓度/ （μg·L⁻¹）	净化效率/%
2020-01-25	8.8	5.1	42.0
2020-02-28	31.8	32.5	−2.2
2020-03-03	32.1	33.1	−3.1
2020-04-13	26.0	29.1	−11.9
2020-05-11	21.0	20.7	1.4
2020-06-08	22.6	22.9	−1.3
2020-07-06	21.7	21.6	0.5
2020-08-03	18.8	20.1	−6.9
2020-09-28	16.9	18.4	−8.9
2020-10-26	17.3	19.7	−13.9

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表 6 机组B CVS净化效率

Table 6. Unit B CVS Purification efficiency

日期	入口氟离子浓度/ （μg·L⁻¹）	出口氟离子浓度/ （μg·L⁻¹）	净化效率/%
2020-02-19	1.0	1.0	0
2020-02-28	1.0	1.3	−30.0
2020-03-02	1.0	1.3	−30.0
2020-04-07	6.5	8.4	−29.2
2020-05-11	16.5	17.3	−4.8
2020-06-08	15.5	14.4	7.1
2020-07-07	20.2	20.1	0.5
2020-08-05	18.1	19.2	−6.1
2020-08-31	14.4	18.3	−27.1
2020-09-28	14.9	15.0	−0.7
2020-10-26	15.0	15.5	−3.3

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参考文献(2)

[1]	EPRI. PWR primary water chemistry guidelines Volume 1, revision 7[Z]. Ft. Lauderdale: Electric Power Research Institute, 2012.
[2]	张芳, 李宇春, 朱志平, 等. 电厂水处理技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2014:103-105.