(海盐秦核新能设备检修有限公司浙江省嘉兴市海盐县314300)
摘要：反应堆的运行与燃料包壳的完整性之间存在密切联系，也就是说一旦包壳质量受损，并出现腐蚀等问题，机组运行的安全性及稳定性就会受到不良影响，更为严重的还会导致泄露事故的发生。为了进一步提升燃料包壳的完整性，就需要重点强化一回路水化学控制的能效作用，因此，对针对水化学对燃料包壳完整性的影响进行研究也就显得至关重要，以此为基准，应用与之协调的化学控制措施，就能有效缩减燃料包壳的腐蚀性，从而为其保持完整性夯实理论基础。
关键词：水化学；燃料包壳；完整性
在当今社会，电能逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分，而核电站的价值就在于将核裂变阶段产生的能量通过设备转化为电能，但是在核反应阶段辐射问题也会伴随发生，因此，现阶段推动核电工业高效发展的关键点就是提升核裂变的安全性及稳定性，而包壳作为核材料中重要的包覆材料，在规避核材料泄露风险中发挥着至关重要的作用，这就需要以提升材料的完整性为基准，提升其抗腐蚀性。本文就围绕压水堆一回路水化学对燃料包壳的影响进行了细化阐述及分析。
一、压水堆一回路水化学的管理方向
在核电厂实际运行阶段，压水堆所发挥的作用不容忽视，而以回路水化学控制的侧重点就在于提升一回路系统的运行效率，在推动体系完善化建设的基础上，降低危害指标，从而进一步实现对腐蚀及磨损问题的合理规避，延长电厂系统设备的使用寿命，促使其安全性及稳定性指标进一步提升。从本质上来看，压水堆一回路水化学的管控要点就是降低反应堆辐射，将不良影响降到最低，因此，在水化学控制中首先应当保护材料包壳的完整性，这是因为燃料包壳具有阻隔性作用，即使是在裂变作用下，释放的产物也不会直接接触环境，因此，提升包壳完整性对于核电厂可持续发展来说具有重要意义。
其次，包壳是否完整会受到较多因素的直接影响及作用，因此，提升其完整性的关键点就在于水化学，同时还应当提升一回路压力边界的完整性，这是因为一回路系统是仅次于包壳的保护屏障，当腐蚀及放射性产物呈现释放特点时，一回路就能充分发挥其阻隔作用，避免不良产物渗透到环境中。而重点强化一回路水化学控制，则能对系统腐蚀指标进行科学管理，通过降低腐蚀程度，将连锁问题的影响作用缩减到最小范围内，在降低腐蚀开裂问题发生频率的基础上，就能提升一回路压力边界的完整性。
最后，最小堆芯外辐射场的重点管控也十分重要，水资源作为生态环境中不可或缺的一部分，提升水质纯净程度同样是环境良好塑造及保护的关键点，这不仅能够为环境指标的提升夯实基础，更能将腐蚀产物的不良作用降到最低，当辐射场计量率下降时，辐射影响也能随之大幅度缩减，对于工作人员来说，身体健康也能得到安全保证。通过对可靠资料进行研究不难发现，核电站水质情况与辐射量成正比关系，水质控制能效一旦不能达到既定标准，辐射场就会相对提升，辐射剂量也会随呈现大幅度增加趋势，这将严重危害工作人员的身体健康。
二、压水堆一回路水化学对燃料包壳完整性的影响
1.溶解氧对包壳的腐蚀及防止
溶解氧在作用阶段对回路及堆芯的腐蚀影响较为显著，细化的损害主要体现在以下两个方面：首先，氧属于较为活跃的一类元素，并且腐蚀性较强，能够在接触金属时快速做出反应并对其进行腐蚀；其次，氧能够作为辅助形式为其他元素发挥腐蚀作用提供便利条件，作为添加剂能够在反应堆中引导氧含量与中子通量相互契合，从而导致金属腐蚀，尤其是处于中子辐照冷却剂中的氧，其活跃度将有所提升，相对的其腐蚀效率也随之呈现增速特点。因此，这就需要按照既定标准，有反应堆中冷却剂中氧的含量进行科学控制，避免出现腐蚀程度不断加深的不良问题。通过对可靠资料进行研究不难发现，反应堆冷却剂系统在达到标准温度时，一旦氧含量超标，主系统的温度提升就会受到阻滞性影响，而反应堆各类功能指标正常时，主系统的溶解氧则应当缩小到最适宜的范围内。
2.溶解氢对包壳的腐蚀影响
一般情况下，各类金属都具有自身鲜明的属性特点，尤其是锆合金对氢的吸收指标明显高于其他金属，在这一作用后其力学性能将呈现出弊端性问题，并导致氢脆等不良现象伴随发生，因此，这就需要对反应堆冷却剂中的溶解氢含量进行科学控制。当反应冷却堆中的氢浓度处于相应标准时，能够对目标环境中的氧化物进行彻底清除，但是氧却能够借助其他渠道进入反应堆冷却剂中，因此，在反应堆实际运行阶段，应当对氢浓度进行超标准控制。在相应技术规范中，对反应堆冷却剂的控制范畴进行了明确规定，但是以反应堆运行为基准，为了进一步减少氢对包壳的不良影响，减少腐蚀问题，就必须要对溶解氢容量进行科学管控，促使其值量标准与预期目标高度符合，这就能够实现对腐蚀风险的合理规避。
3.沉积物对燃料包壳完整性的影响
腐蚀产物的作用机制依托于溶解或者是悬浮，在相应情况下，腐蚀本体也能以氧化物形式堆积在燃料外部结构上，因此，沉积物的体积及规格相相关指标会受到一回路水及补给水中腐蚀产物的总量存在密切联系，而沉积物的存在将会对燃料完整性产生不良作用及影响。通常密度值高的氧化物能够作用于热交换，这就能够促使燃料温度持续上升，而局部在受到连锁作用后腐蚀杂质也将呈现出浓缩状态。堆芯沉积物的占有量与冷却剂中悬浮物浓度之间存在密切联系，因此，为了提升燃料包壳的完整性，就需要对冷却剂中悬浮物的占比及总量进行科学控制。而反应堆实际运行阶段，处于起步时期时冷却剂中悬浮物的浓度却呈现高标准特点，导致该种现象存在的直接原因就是反应堆冷却剂系统表面上的保护性养护膜没有完全形成。
结语：
综上所述，核电厂水化学管理的主要方向就是结合实际需求，积极探索更为优化的水化学控制方法，并进行正确的化学控制，抑制系统的腐蚀和腐蚀产物转移，以保证一回路压力边界的完整性；确保材料包壳的完整性，实现设计的燃料性能，最小化堆芯外辐射场，确保机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1]姚鸿帅,李博,田卫卫.EPRI一回路水化学导则应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015(9).
[2]焦阳.压水堆一回路中Zn2+注入对包壳材料锆合金耐蚀性的影响[D].华北电力大学,2012.
[3]常建,蔡杰进.同一燃耗区域核燃料包壳破损建模分析[J].强激光与粒子束,2017,29(5):98-103.