压水堆核电厂核岛硼结晶问题分析及处理对策

(中广核核电运营有限公司，广东 深圳 518000)

硼结晶是氧化硼的水合物(B2O3·3H2O),为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，压水堆核电厂一回路冷却剂中溶有的硼酸可吸收中子，通过调整硼溶度可控制反应性(主要用于补偿氙效应和燃耗)。

本文针对压水堆核电厂岛硼结晶产生的机理及腐蚀危害，结合实践经验及国内外经验反馈制定了不同类别硼结晶问题的处理对策，提出了压水堆核电厂在减少硼结晶方面的后续改进方向。

1 压水堆核电厂核岛硼结晶问题介绍

压水堆核电厂机组在运行一个循环周期后，少量核岛设备都会出现一些硼结晶问题，需要在大修期间进行专项普查及治理。硼结晶问题主要在于阀门盘根、阀门中法兰、管道和容器法兰、接头等设备部件位置因为密封性不足导致硼酸渗出从而产生硼结晶现象。

核岛硼结晶的问题具有如下特点：

量少：大部分设备硼结晶量非常少，常见为轻微点状结晶，多集中在阀门盘根、中法兰、管道及容器法兰和接头等部位(如图1所示)。

反复：对相关设备硼结晶进行清理，部分设备经过一段时间后又重新出现了硼结晶。

以国内某核电厂某次大修的核岛硼结晶问题的数据统计如表1及图2所示。

表1 不同设备类型硼结晶数量统计表

图2 硼结晶重量统计图表Fig. 2 Statistics of boron crystal weight

2 硼结晶产生的机理及腐蚀危害

2.1 硼结晶的产生

图3 硼酸溶解度与温度特性曲线Fig. 3 Solubility and temperaturecharacteristic curve of boric acid

压水堆核电厂一回路硼酸溶度通常为(2 300～2 500)×10-6，附属浓硼系统硼酸溶度通常为(7 000～9 000)×10-6，其溶解度与温度的特性曲线如图3所示。……