核電廠開蓋冷態功能試驗分析

郝祥偉++蔡茂生

摘 要：通過核電廠開蓋冷態功能試驗的實踐，對開蓋冷態功能試驗的窗口安排和準備工作進行了介紹，分析了試驗具體執行邏輯和試驗過程中發生的典型事例，其他核電廠的調試工作可進行參考。

關鍵詞：開蓋冷態功能試驗；流量；關鍵路徑

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A

0.前言

M310堆型核電廠開蓋冷態功能試驗主要是指在反應堆壓力容器頂蓋打開的工況下，進行的一系列試驗。

此階段主要涉及以下系統試驗：反應堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統（PTR）、安全注入系統（RIS）、安全殼噴淋系統（EAS）、預熱排出系統（RRA）、燃料裝卸系統（PMC）、電源切換試驗等。

1.試驗計劃分析

根據各系統調試大綱要求，核電廠開蓋冷態功能試驗可以安排在一回路水壓試驗之前執行，也可以安排到一回路水壓試驗之后熱態功能試驗之前執行。根據核電廠調試經驗反饋，開蓋冷態功能試驗通常安排在一回路水壓試驗之前執行。這樣安排有利于系統的完善，以及熱態功能試驗前的調試工作和現場工作安排。

開蓋冷態功能試驗涉及的系統試驗中，PTR系統調試一般在反應堆換料水池盛水試驗充排水階段執行，RRA系統試驗一般在冷態功能試驗期間執行，PMC相關試驗在盛水試驗前和盛水試驗期間執行，電源切換試驗不占用堆腔，RIS和EAS系統的試驗則需要占用堆腔，在關鍵路徑上的時間通常在25天左右，下面重點分析RIS和EAS相關的開蓋冷態功能試驗。

RIS和EAS系統開蓋冷態相關試驗包含6項試驗（TP），分別為：低壓安注泵流量試驗（RIS51）、高壓安注泵流量試驗（RIS52）、低壓安注泵增壓高壓安注泵試驗（RIS53）、低壓安注泵再循環試驗（RIS54）、噴淋系統流量驗證試驗（EAS50）、H4工況下RIS和EAS備用試驗（RIS61）。

上述6本試驗均需從PTR水箱進行取水，除EAS50將水注入地坑之外，其他試驗均需將水注入堆腔。因此試驗期間，PTR水箱需要在每項試驗之后及時進行補水。其中有3本試驗涉及地坑，分別為RIS54、EAS50、RIS61。因EAS50試驗有兩列，進行其中一列試驗時，臨時回水管道安裝在另一列管道上，將水回流地坑。臨時回水管道拆除和安裝需要5天左右，因此在開蓋冷態試驗初期，可以優先安排進行一列試驗，然后在執行其他試驗時，進行臨時回水管道的拆除安裝，可以節省整體試驗時間約4天。

2.試驗準備工作重點

RIS和EAS系統開蓋冷態相關試驗較為復雜，涉及臨時設施較多，需要提前準備。如果準備不充分，或者考慮不周全，則試驗過程容易出現各種問題，制約主線計劃執行。

RIS和EAS系統開蓋冷態相關試驗準備工作需要重點關注的有以下幾點：

地坑臨時圍堰的堆砌。RIS和EAS系統試驗中RIS54、EAS50和RIS61試驗均需要從反應堆廠房-3.4m地坑取水，為了保護-3.4m其他設備，需要在地坑過濾器環廊堆砌臨時圍堰。同時出于安全考慮，需要把圍堰內的電器設備拆除，并做好防護和上游電源隔離。為防止圍堰漏水、滲水，注意以下幾點：圍堰范圍內墻壁孔洞要臨時封堵，防止漏水；地坑中試驗用的儀表需要遷移到地坑外面，砌在圍堰墻體中的儀表管周圍不要留縫隙，以免滲水；地面靠近安全殼內壁處有鋼蓋板，圍堰砌墻時要去除，否則會從鋼蓋板下面漏水；圍堰內外聯通的有斷口的管道要做好在線和封堵，否則會聯通漏水。

RIS泵和EAS泵房間地坑需要安裝臨時排水泵。在試驗RIS54、EAS50和RIS61執行過程中，RIS泵和EAS泵臨時過濾器通常會堵塞1～2次，在拆除臨時過濾器的過程中，需要排出管道中的水，正式排水泵尚未安裝，此時需要臨時排水泵將水排出廠房。

EAS系統臨時地坑回水管道提前安裝。在進行噴淋流量驗證試驗EAS50時，水從地坑流經EAS泵，然后流經穹頂噴淋環管，然后經臨時地坑回水管道返回臨時地坑，進行地坑循環。此地坑回水管道安裝時間較長，需提前安排。安裝完成之后要認真檢查，尤其是法蘭處的臨時墊片以及螺栓力矩，以防試驗時漏水。

反應堆廠房穹頂噴淋管線臨時壓力表安裝。在噴淋流量驗證試驗中，需要讀取穹頂噴淋管線壓力。在某核電廠1、2號機組試驗時，在穹頂噴淋管道上安裝指針式壓力表。試驗時，試驗人員身系安全帶爬上環吊，站在環吊上搭設的臨時腳手架上讀取噴淋環管壓力。攀爬位置較高，比較危險，讀數十分不便。在此核電廠3、4號機組試驗時，進行了改進，改為數字式壓力表，通過延長電纜，在反應堆廠房20m平臺讀取壓力，既方便又準確。

在某核電廠執行開蓋冷態功能試驗時，主泵均未安裝完成。為了執行RIS和EAS系統的開蓋冷態相關試驗，在冷卻劑主管道中需要使用高壓氣囊封堵，以便于將主泵管道區域隔離。為了安全考慮，通常在主管道冷段進行兩道氣囊隔離，在熱段進行一道氣囊封堵，蒸汽發生器一次側人孔用盲板封堵。氣囊封堵位置需提前核實，不能堵塞試驗注入管線進入主管道的入口，否則相關試驗無法執行。氣囊安裝完成后，需要進行24小時保壓驗證，保證氣囊不漏氣，安全可靠。

3.試驗期間問題分析

在某核電廠1-4號機組開蓋冷態功能試驗期間，遇到了許多問題，下面對幾個典型的重大問題進行研究分析。

3.1 核電廠1、2號機組高壓安注孔板流量不足

在某核電廠1號機組開蓋冷試期間，執行RIS52試驗時，發現高壓安注通過RIS015DI和RIS016DI的流量不滿足設計要求，經過同行電廠經驗反饋和設計分析計算，發現孔板孔徑偏小，需要擴孔處理，經過兩次擴孔，試驗流量才滿足設計要求。此問題導致RIS52試驗持續1個多月才完成，對主線工作造成了較大影響。

3.2 核電廠2號機組H4管線逆止閥EAS047VB和EAS048VB裝反

某核電廠2號機組EAS047VB和EAS048VB所在管道安裝圖上流體流向標識錯誤，導致這兩個逆止閥方向安裝相反。在系統移交和執行RIS61試驗時均未發現。根據RIS61試驗要求，流體需要流經H4管線，以驗證事故工況下H4管線流量是否滿足設計要求。試驗過程中，H4管線因逆止閥安裝反向，導致無法正常流通，流體實際是通過和H4管線并聯的EAS泵所在的管道流通。由于EAS泵管道管徑大于H4管線管徑，因此RIS61的試驗數據合格，經過對比發現，2號機組試驗數據和1號機組相關試驗數據基本一致。

3.3 核電廠4號機組高壓安注管線逆止閥閥芯不合格

在某核電廠4號機組開蓋冷試執行RIS52試驗時，注入三環熱段的流量不滿足設計要求。經現場排查，解體發現逆止閥RIS049VP的閥芯尺寸與同型號閥門閥芯不一致。經調查，發現此閥門之前存在內漏缺陷，曾經進行返廠處理。分析認為在閥門廠家處理時，安裝了其他型號的閥芯，導致閥門閥芯出現問題。經過廠家更換合格閥芯，試驗流量滿足設計要求。

結論

核電廠開蓋冷態功能試驗通常為調試關鍵路徑，充分的試驗準備，合理的計劃安排，可以保證開蓋冷態功能試驗的順利執行。本文對其他核電廠的開蓋冷態功能試驗具有一定的參考意義，可優化相關調試邏輯，完善試驗準備，減少試驗占用主線計劃時間。

參考文獻

[1]嶺澳核電有限公司.嶺澳核電工程實踐與創新-調試啟動卷[M].北京：原子能出版社，2003.