核電廠安全殼內大氣監測系統的運行方式

吳李興　馮蔚

摘要：核電廠設置了安全殼內大氣監測系統（簡稱ETY系統），在正常運行時，該系統凈化安全殼大氣，以限制因裂變惰性氣體和氚的存在引起的放射性強度提高，放射性碘由安全殼內部凈化系統處理；保持安全殼與外部之間的潛在過壓最大不超過0.006MPa。本文對核電廠安全殼內大氣監測系統的運行方式做了研究。

關鍵詞：核電廠；安全殼監測；系統運行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.114

1概述

若發生LOCA事故，ETY系統可實現如下功能：為確定氫濃度進行安全殼大氣取樣和測量；對安全殼內大氣中的氫濃度進行連續監測；為防止局部氫濃度高，混合安全殼空氣；為保持安全氫濃度最大不超過4.1%，借助氫復合器進行氫復合。

此外，ETY系統的其它作用：首次啟堆前和以后定期對安全殼作密封性試驗；連續測量安全殼大氣中氣溶膠、碘和惰性氣體的放射性水平；連續監測安全殼在反應堆正常運行時的壓力和溫度。

2運行方式

2.1正常運行期間安全殼排氣

當安全殼內壓力上升，安全殼與大氣壓壓差大于3.5Kpa時，為避免安全殼內壓過大，需要進行氣體排放，排放路徑為：安全殼內→ETY00I/002ZV→碘過濾器→燃料廠房通風系統（DVK）→核輔助廠房通風系統（DVN）煙囪→大氣。排放操作由運行人員根據規程在線并啟動風機實現。

技術規范中，在RP（功率運行）模式下對于反應堆廠房的壓力有如下要求：

絕對壓力在0.106Mpa～0.11Mpa之間需要記錄EPP1，屬于第二組IO。要求3天內將廠房絕對壓力降到可接受范圍內。

絕對壓力大于0.11Mpa，期間需要記錄EPP2，屬于第一組IO。8小時內向MCS模式后撤。

絕對壓力等于0.12Mpa時就會觸發ETY隔離。

2.2人員進入反應堆廠房前的小風量清洗

由于工作的需要，人員需進入反應堆廠房時，為使廠房內的壓力、放射性強度、空氣含氧量滿足人員進入需求，需要啟動該子系統，系統運行路徑為：DVK送風→安全殼內→ETY001/002ZV→碘過濾器→燃料廠房通風系統（DVK）→核輔助廠房通風系統（DVN）煙囪→大氣。

該操作由運行人員根據規程擺放狀態并啟動風機實現。

上述2.1和2.2節中，兩種運行方式需要滿足運行技術規范的規定：

（1）用投運ETY掃氣回路執行上述各功能時，由于安全殼完整性受到了影響，因此其投運時間不能超出下列限制：

安全殼降壓：80小時/年；

恢復安全殼內氧含量：50小時/年；

降低安全殼內放射性活度：50小時/年。

（2）ETY系統掃氣回路的投運須遵守下列條件：

安全殼內1311當量活度低于3.7×103Bq/m³；

安全殼內的大氣污染必須遵守放射性廢氣排放控制的有關規定（見《流出物排放與監測管理》）；

安全殼內放射性高的所有自動隔離裝置必須可用。

2.3替代安全殼換氣通風系統建立動態屏障

在MCS（維修冷停堆）或RCS（換料冷停堆）模式下，安全殼換氣通風系統使反應堆廠房的壓力低于核輔助廠房，建立動態屏障。但為了保證在反應堆廠房放射性突然升高等情況下的人員安全，避免安全殼換氣通風無法實現功能時動態屏障，需要能夠在5min之內投入ETY掃氣功能來維持負壓。

掃氣方式與正常安全殼排氣流程一致。即：安全殼內→ELY001/002ZV→碘過濾器→燃料廠房通風系統（DVK）→核輔助廠房通風系統（DVN）煙囪→大氣。

3 LOCA后的運行方式

在發生LOCA（一回路失水事故）后約1天，當安全殼壓力降到0.15Mpa以下，殼內溫度降到80～C以后進行混合取樣。此時系統運行路徑為：安全殼內→ETY001/002ZV→返回安全殼內。

為了避免殼內氫氣濃度達到4.1%的起爆值，當取樣氫氣濃度達到1%～3%范圍內時，啟動氫氣復合。氫復合的在線運作，即將兩臺復合器ETY001RV/002RV在線至混合運行方式上，并保持風機運行。此時系統運行路徑為：反應堆廠房→ETY00I/002ZV→氫氣復合器→返回反應堆廠房。

4總結

由上述內容可知，ETY系統起到的作用如下：

（1）在RP模式下，當安全殼壓力高于大氣壓3.5KPa時，作為安全殼的泄壓手段。

該操作由運行人員按照規程執行。

若ETY風機不可用，安全殼壓力繼續不可控升高可能觸發EPP1，EPP2等技術規范條款。

（2）在MCS/RCS模式下，保證安全殼內各項氣體參數滿足人員進入需求。

該操作由運行人員按照規程執行。

若ETY風機不可用，則無法滿足人員進如反應堆廠房的條件，當安全殼換氣通風不可用時，可能導致放射性氣溶膠向核輔助廠房擴散。

（3）在LOCA事故下參與氣體監測以及氫氣復合。

該操作由運行人員按照規程執行。

若ETY風機不可用，則會導致第三道安全屏障的完整性受到威脅。總之，ETY系統風機ETY001/002ZV的功能實現均由電廠運行人員按照規程手動啟動，并無自動啟動信號。在機組正常運行工況下，將上述風機的電源開關置于“試驗”位置，只要能夠滿足5min內啟動風機即不違反技術規范要求。