核电厂高压加氢过程中氢气溶解特性试验研究

刘蔚伟,马韦刚,李 杨,曹 宇,杨祖毛,龚 宾

（中国核动力研究设计院, 四川 成都 610213)

摘  要：核电厂一回路冷却剂注入氢气可有效抑制冷却剂的辐照分解，控制冷却剂中溶解氧含量在合理范围内。AP1000核电厂在国内首次采用高压加氢技术，氢气加入反应堆冷却剂过程中的溶解状态等尚不清楚。开展了核电厂高压加氢过程中氢气溶解特性试验研究，构建了氢气注入溶解行为试验系统及方法，可模拟核电厂高压加氢过程，研究氢气在水中的溶解情况，定量获得氢气溶于水的时间或管道长度等。结果表明，高压氢气在注入核电厂一回路下泄流后可立即溶解，且溶解氢在流动过程中不存在氢气析出现象。核电厂一回路高压加氢技术当前工程应用经验不足，研究结果对高压加氢运行及优化改进具有一定的指导意义。

关键词：高压加氢;溶解:核电厂;试验研究

0 引言

核电厂一回路冷却剂水化学与反应堆关键设备的可靠性、燃料的完整性、辐射场管理和系统运行效率等密切相关，是核电站整体核安全的重要组成部分，也是核反应堆运行管理的重要内容之一。溶解氣是一回路包壳及结构材料均匀腐蚀和应力腐蚀破裂的敏感因素，控制反应堆冷却剂中的溶解氧是一回路水化学工况的重要任务，也是降低一回路包壳及结构材料腐蚀以及腐蚀产物释放的必要手段。通过向一回路冷却剂中注人氢气，可有效抑制冷却剂的辐照分解，控制反应堆功率运行期间冷却剂中溶解氧含量在合理范围内，使冷却剂系统处于还原性状态，减缓包壳及结构材料的腐蚀，保证反应堆长期安全稳定运行。AP1000核电厂采用高压加氢技术，维持一回路溶解氢含量在25~50mL/kg，保证一回路还原性的水化学环境要求。高压加氢技术在国内外压水堆核电厂中属首次应用，氢气在加人反应堆冷却剂过程中的溶解状态等尚不清楚。国内某核电厂热试期间加氢钝化曾出现过一回路溶解氢增速缓慢，无法在预期时间内达到规定标准，从而严重制约热试工程主线进度的问题。

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