壓水堆核電廠一回路充排水過程中液位計變化分析

葉漢平+劉靜思

摘 要：從壓水堆核電廠一回路液位計的測量原理入手，深入分析了各液位計在一回路充排水過程中的變化原因，給出了一回路液位計指示偏差的解決辦法。

關鍵詞：壓水堆；一回路液位計；穩壓器水位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.020

1 一回路液位計

一回路排水過程的水位監視手段包括RCP 012 MN、RCP 098 MN、RCP 091 MN、RCP 300MN，各個儀表的測量對象和范圍各不相同。RCP012MN 測量的是穩壓器水位，RCP098MN 測量的是穩壓器及其波動管和一回路主管道水位（簡稱一回路水位），RCP091MN 測量的是壓力容器水位（RCP090MN類似），RCP300MN 測量的是一回路主管道的水位（只在M.L.O.水位運行時才用）。各水位計的顯示范圍詳述如下： RCP 012 MN 顯示范圍：13.6→23.4m，對應穩壓器水位-6→3.8m；RCP 098 MN 顯示范圍：8.7→20m；RCP 091 MN 顯示范圍：8.50→13.35m；RCP 300 MN 顯示范圍：8.55→9.29m。

RCP098MN測量范圍8.7-20m（一回路底部至穩壓器頂部），一回路和堆坑充排水時可以連續測量一回路水位，當利用3PTR002PO排放一回路水時，當RCP098MN顯示低于12.16m時會自動停運PTR002PO。

RCP090/091MN測量范圍8.5-13.3m（一回路底部至壓力殼頂部），正常運行時處于“壓力殼水位”模式，停堆降壓時處于“降壓水位”模式。主控室RCP524KC解鎖使“反應堆壓力容器卸壓水位高高”RCP529KA（高于10.68m由RCP090MN觸發，低于12.16m由RCP098MN觸發）生效。一回路水位低于10.21m時，RCP091MN發出“反應堆壓力容器卸壓水位低”RCP528KA，該報警不能自動消除，水位超過10.21m時，主控室RCP523 KC使其復歸。

一回路排水至“環路中間水位”，需投運超聲波水位計300MN，測量范圍為8.55-9.29m：當水位>9.26m時發出“RCP環路液位高”RCP546KA報警；當水位<9.17m時發出“RCP環路低液位”RCP554KA報警；若需裝/拆SG堵板，在主控室用RCP525KC使現場（SG旁）的聲響報警器生效，若環路水位異常，喇叭報警通知裝/拆SG堵板的工作人員撤離。

2 一回路液位計測量原理

RCP012/098/090MN 的測量原理：RCP012MN 上部取壓管與穩壓器頂部連通，下部取壓管與穩壓器底部連通，測量的是穩壓器的水位。RCP098MN 上部取壓管與穩壓器頂部連通，下部取壓管與一回路主管道底部連通，測量的是穩壓器及其波動管和一回路主管道的水位。RCP090/091MN 上部取壓管與壓力容器頂部連通，下部取壓管與壓力容器底部連通，測量的是壓力容器的水位。為了后面敘述方便，將RCP012MN 指示值稱為穩壓器水位，將RCP098MN 指示值稱為一回路水位，將RCP090MN 指示值稱為壓力容器水位。

3 一回路液位計在降壓排水過程中的變化

RCP090MN 在一回路降壓過程中的變化：一回路壓力降低到大氣壓過程中，盡管一回路處于滿水狀態，RCP090MN 的讀數通常會從滿量程（13.35m）快速下降到12.8m 左右。主要原因是控制棒驅動機構承壓罩內的空氣由于壓力下降而膨脹溢出，因RCP640VP 處于關閉狀態而使空氣匯集在壓力容器排氣管，使得RCP090MN 讀數通常在12.8m 左右。RCP090MN 讀數的實際變化量取決于空氣溢出的數量。

RCP098/090MN 在一回路排水過程中的變化：打開 RCP640VP 以前，穩壓器水位高于壓力容器頂部，在RCP098MN 指示值下降的同時，壓力容器頂部壓力也相應輕微下降，壓力容器頂部的空氣就輕微膨脹，造成壓力容器水位RCP090MN 也有輕微下降，此時二者測量值不同。當RCP098MN 指示值已經進入RCP090MN 的量程范圍內時，打開壓力容器頂部排氣管線，使穩壓器與壓力容器的氣空間連通，兩個氣空間壓力逐漸趨于一致，二者指示逐漸趨于一致。在穩壓器和壓力容器氣空間連通后，一回路需要繼續排水，而此時一回路水位已經進入穩壓器波動管了。由于穩壓器波動管截面積較小且進氣容易（穩壓器人孔在開啟狀態），而壓力容器截面積較大且進氣困難（排氣管較細），因此一回路排水時，穩壓器波動管內的水位比壓力容器水位下降得快，即RCP098MN 比RCP090MN 的指示下降得快；排水流量越大，這種現象（動態偏差）越明顯。一旦暫停排水，RCP098MN 讀數會快速上升，RCP090MN 讀數會緩慢下降，兩者逐漸趨于一致。在一回路充水過程中也有類似現象，即RCP098MN 比RCP090MN 的指示上升得快；充水流量越大，這種現象（動態偏差）越明顯。一旦暫停充水，兩者逐漸趨于一致。當一回路水位低于主管道頂部時，通過主管道上部氣空間將穩壓器和壓力容器氣空間完全聯通了，前面提到的RCP090/098MN 之間的動態偏差就消失了。因此在一回路排水的動態過程中，應重點關注指示值較低的RCP098MN，在一回路充水的動態過程中，應重點關注指示值較高的RCP098MN。

參考文獻：

[1]趙禹.反應堆冷卻劑系統手冊第2-5章[G].北京：中國核電工程有限公司，2012.

作者簡介：葉漢平（1987-），男，湖北人，本科，工程師，研究方向：核電廠運行。endprint