核電廠再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的探討

李峰

【摘 要】機(jī)組運(yùn)行至今，由于多種原因，造成過(guò)多次RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)事件，導(dǎo)致生活水進(jìn)入RCW系統(tǒng)影響RCW水質(zhì)等情況。本文旨在通過(guò)對(duì)2011年冬季模式運(yùn)行期間RCW熱交換器模式切換，2011年一號(hào)機(jī)組大修期間，執(zhí)行1-7134-PSV508標(biāo)定安措以及早年的一些事件的回顧，從RCW溫度，壓力，裝量等角度分析探討下這些因素是如何觸發(fā)RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，以及相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯;溫度;壓力;裝量

中圖分類號(hào)： TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）36-0270-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.128

Discussion on Emergency Refill Logic Trigger of Recirculating Cooling Water System in Nuclear Power Plant

LI Feng

（China nuclear power operation management co.， LTD.， Jiaxing Zhejiang 314300， China）

【Abstract】Because of the nuclear unit operation causing by a variety of reasons up to now the equipment operation， the emergency that makes up of RCW （Recirculated Cooling Water） triggers event leads life water to enter the RCW system and affects the RCW water quality， etc. This paper aims to analyze and explode how to trigger the RCW emergency logic repairing system under these factors， and the corresponding solutions， by RCW heat exchangers during winter mode switch and 1 unit overhaul in 2011， which performed a 1-7134-PSV508 calibration measure as well as the events of early review from RCW temperature， pressure， inventory and other aspects.

【Key words】The emergency made up of RCW; Temperature; Pressure; Inventory

1 系統(tǒng)及基本背景情況介紹

再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（RCW系統(tǒng)）是一個(gè)封閉的除鹽水冷卻系統(tǒng)，用來(lái)向核島廠房、服務(wù)廠房和汽輪機(jī)廠房中由于水質(zhì)或高壓要求而不適合用海水來(lái)冷卻的用戶供水，對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻。從電站設(shè)備吸收的熱量通過(guò)RCW熱交換器傳遞給重要海水冷卻水系統(tǒng)（RSW 系統(tǒng)），并最終釋放到大海之中。

正常補(bǔ)水：高位水箱有兩路補(bǔ)水，一路為除鹽水，補(bǔ)水能力為3.17L/s;另一路為備用生活水，補(bǔ)水能力也為3.17L/s。這兩路補(bǔ)水都是直接補(bǔ)入高位水箱，然后依靠重力通過(guò)水箱底部的管道補(bǔ)入RCW泵入口母管。當(dāng)RCW高位水箱液位降至575mm，且高位水箱除鹽水補(bǔ)給閥67134-LCV4202#1或67134-LCV4202#2都處于全開(kāi)位時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟高位水箱生活水補(bǔ)給閥67134-PV4201，用生活水向高位水箱以189L/min的流量補(bǔ)水。

應(yīng)急補(bǔ)水：在應(yīng)急情況下，如膨脹節(jié)破裂等，高位水箱液位快速下降，當(dāng)液位降至450mm時(shí)，相對(duì)應(yīng)的液位開(kāi)關(guān)自動(dòng)觸發(fā)啟動(dòng)生活水泵7151-P4001或7151-P4002，然后自動(dòng)打開(kāi)RCW生活水應(yīng)急補(bǔ)水閥67134-PV4204，將生活水以1818L/min的流量直接注入RCW泵入口總管，以維持系統(tǒng)壓力。

當(dāng)自RCW高位水箱至RCW系統(tǒng)的補(bǔ)水流量超過(guò)4.1L/s時(shí)，10s延時(shí)后，RCW生活水應(yīng)急補(bǔ)水閥67134-PV4204也將自動(dòng)打開(kāi)，向RCW泵入口總管補(bǔ)水。

如因補(bǔ)水流量大觸發(fā)的應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，當(dāng)RCW高位水箱水位高于1900mm后，可通過(guò)主控室控制手柄（67134-HS8204）復(fù)位應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，關(guān)閉7134-PV4204;如因RCW高位水箱水位低觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，當(dāng)高位水箱水位高于1900mm時(shí)，應(yīng)急補(bǔ)水邏輯自動(dòng)復(fù)位，關(guān)閉7134-PV4204。

2 RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的事件

2.1 RCW熱交換器切換過(guò)程

2009年2月24日、2011年3月2日、2011年3月13日，機(jī)組處于單臺(tái)RCW熱交換器換熱模式，在進(jìn)行半側(cè)RCW熱交換器的切換時(shí)，在執(zhí)行規(guī)程第15步將RCW熱交換器B的RCW側(cè)投運(yùn)過(guò)程中，均出現(xiàn)RCW補(bǔ)水流量上升至觸發(fā)RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，導(dǎo)致生活水注入RCW系統(tǒng)。

2.2 ECC泵啟停時(shí)RCW壓力和補(bǔ)水流量發(fā)生波動(dòng)的分析

2003年9月21日，2號(hào)機(jī)組運(yùn)行人員在執(zhí)行規(guī)程時(shí)發(fā)現(xiàn)：停運(yùn)1號(hào)ECC泵時(shí)，造成RCW系統(tǒng)補(bǔ)水流量高，系統(tǒng)壓力下降到約630kPa，之后恢復(fù)正常。

當(dāng)ECC泵啟動(dòng)時(shí)，RCW側(cè)的壓力短時(shí)上升，補(bǔ)水流量無(wú)明顯變化。

ECC泵運(yùn)行期間，RCW側(cè)的壓力和補(bǔ)水流量與ECC泵啟動(dòng)前的數(shù)據(jù)對(duì)比，無(wú)明顯變化。

當(dāng)ECC泵停轉(zhuǎn)時(shí)，RCW側(cè)的壓力短時(shí)下降，補(bǔ)水流量短時(shí)出現(xiàn)上升尖峰。

3 應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的后果

（1）應(yīng)急補(bǔ)水后，導(dǎo)致生活水注入RCW系統(tǒng)，引起系統(tǒng)水質(zhì)下降，增加了系統(tǒng)管道、閥門腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，并增加了凈化成本。

（2）在應(yīng)急補(bǔ)水后，化學(xué)需要取樣分析RCW水質(zhì)，如果水質(zhì)不合格，將需要執(zhí)行動(dòng)態(tài)換水。而每次動(dòng)態(tài)換水時(shí)，一方面往往會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，將耗費(fèi)大量除鹽水，需要化學(xué)配置大量相關(guān)藥品，還需要大量的人力資源;另一方面，在執(zhí)行動(dòng)態(tài)換水時(shí)，由于有一定流量的疏水，而1號(hào)機(jī)組目前在正常運(yùn)行期間，RCW補(bǔ)水流量就偏高（1號(hào)機(jī)組在1L/S左右，2號(hào)機(jī)組為0.2L/S左右），這就增加了再次觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水的風(fēng)險(xiǎn)，減少了維持系統(tǒng)不觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水的裕度（此時(shí)的裕度=4.1L/s-1L/S（1號(hào)機(jī)組）-動(dòng)態(tài)換水時(shí)的疏水流量），如果此時(shí)再發(fā)生RCW系統(tǒng)的破口導(dǎo)致泄露從而觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水，會(huì)導(dǎo)致惡性循環(huán)。

（3）導(dǎo)致RCW系統(tǒng)部分區(qū)域水溫和壓力的擾動(dòng)，引起相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行工況變化。

（4）如果應(yīng)急補(bǔ)水不動(dòng)作，有可能由于補(bǔ)水跟不上，造成RCW系統(tǒng)低壓力，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)或機(jī)組瞬態(tài)。

4 解決方案

（1）對(duì)于系統(tǒng)正常切換過(guò)程中應(yīng)急補(bǔ)水動(dòng)作的發(fā)生，應(yīng)該從兩個(gè)方面的原則來(lái)考慮：一是盡量降低應(yīng)急補(bǔ)水觸發(fā)的可能性;二是考慮一旦動(dòng)作發(fā)生，如何采取措施以削弱應(yīng)急補(bǔ)水動(dòng)作后的影響。

對(duì)于正常切換過(guò)程中引起應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)，可以采取以下兩種方法。

第一種方法：利用第四臺(tái)熱交換器過(guò)渡的方法。利用RCW熱交換器 D （兩側(cè)隔離）進(jìn)行過(guò)渡，使B/C/D三臺(tái)熱交換器在切換的過(guò)程中均為單側(cè)運(yùn)行，以避免RSW與RCW的直接接觸從而導(dǎo)致溫度驟降對(duì)RCW裝量的影響。

優(yōu)點(diǎn)：能避免觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水動(dòng)作的再次發(fā)生。

弊端：如果當(dāng)RCW熱交換器 D 處于檢修、隔離等無(wú)法利用的狀態(tài)時(shí)，將無(wú)法進(jìn)行該項(xiàng)操作，從而影響RCW熱交換器的正常保養(yǎng)（正常時(shí)，按規(guī)程每31天需要按順序切換各熱交換器的運(yùn)行模式，以盡量減少管道的腐蝕）。

第二種方法：通過(guò)手動(dòng)操作進(jìn)出口電動(dòng)閥減緩換熱流量的方法。原理：由于RCW流量很大，而RCW熱交換器的RCW側(cè)進(jìn)/出口電動(dòng)閥動(dòng)作很快，這就使得切換過(guò)程中，兩者的接觸換熱流量很大。如果采用手動(dòng)操作RCW側(cè)進(jìn)/出口電動(dòng)閥，將會(huì)減緩換熱速度，使RCW的溫度和體積不會(huì)產(chǎn)生驟變，僅依靠正常高位水箱補(bǔ)水即可完成切換。

優(yōu)點(diǎn)：減緩換熱速度，減小換熱流量，使切換更平穩(wěn)，從而減緩RCW體積驟變，避免應(yīng)急補(bǔ)水動(dòng)作。

弊端：RCW側(cè)進(jìn)/出口電動(dòng)閥的手動(dòng)操作非常辛苦，要求較大和較多的人力。

（2）對(duì)于執(zhí)行安措進(jìn)行RCW負(fù)荷充水排氣或者疏水操作時(shí)候，尤其是該工作有兩組及兩組以上人員合作完成時(shí)候需要在工前會(huì)上指定專人對(duì)整個(gè)操作過(guò)程進(jìn)行指揮、協(xié)調(diào)，并建立有效的溝通。主控室操縱員根據(jù)流程圖對(duì)執(zhí)行人員說(shuō)明工作任務(wù)，并使用流程圖標(biāo)明邊界。按照要求使用“操作任務(wù)單”，讓工作人員按照標(biāo)準(zhǔn)流程對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行考慮并商討注意事項(xiàng)，有效降低知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不足帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于執(zhí)行ECC泵及相關(guān)試驗(yàn)期間的操作，利用好防人因工具，操作一步，確認(rèn)一步。

（3）針對(duì)目前高位水箱補(bǔ)水管道上存在的節(jié)流孔板導(dǎo)致補(bǔ)水能力不足，是否可以通過(guò)增加節(jié)流孔板通流能力來(lái)實(shí)現(xiàn)高位水箱較強(qiáng)的補(bǔ)水能力，也可以補(bǔ)償由于1號(hào)機(jī)組日常運(yùn)行較高的補(bǔ)水流量（1L/S）導(dǎo)致冗余度下降的情況。

優(yōu)點(diǎn)：增強(qiáng)高位水箱補(bǔ)水能力，提高應(yīng)急補(bǔ)水設(shè)定值。可以使得少量的裝量損失不會(huì)觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯。

難點(diǎn)：針對(duì)節(jié)流孔板通流能力的技術(shù)改造有較大的難度，同時(shí)改造完后對(duì)于新的應(yīng)急補(bǔ)水邏輯設(shè)定值的確定需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證難度較大。

（4）改善一號(hào)機(jī)組目前RCW水質(zhì)，較少日常動(dòng)態(tài)換水情況。例如增加在線精處理。

優(yōu)點(diǎn)：盡量避免RCW系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)換水，節(jié)約大量成本。

難點(diǎn)：因?yàn)镽CW系統(tǒng)的重要性，對(duì)于增加的精處理裝置對(duì)系統(tǒng)通流能力的影響，流過(guò)精處理裝置的合適比例，處理水質(zhì)能力等仍需經(jīng)過(guò)詳細(xì)和長(zhǎng)期的論證，同時(shí)需要運(yùn)行、化學(xué)、技術(shù)、工程等各方面人員的配合，短期內(nèi)可能無(wú)法解決。

5 結(jié)論

通過(guò)以上事例可以看出，正常運(yùn)行的RCW水溫出現(xiàn)較大幅度的下降時(shí)候會(huì)導(dǎo)致RCW裝量收縮，進(jìn)而引起RCW壓力降低，達(dá)到應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)。還可以看到，在執(zhí)行RCW系統(tǒng)負(fù)荷的操作時(shí)候，由于超過(guò)預(yù)期的閥門開(kāi)啟（包括安措的實(shí)施，以及試驗(yàn)）也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)裝量的損失最終同樣導(dǎo)致了RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)。還有，由于系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)局限，導(dǎo)致在執(zhí)行ECC泵啟動(dòng)過(guò)程中，ECC的壓力變化傳導(dǎo)到RCW系統(tǒng)的事件，已經(jīng)通過(guò)改進(jìn)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

由于RCW系統(tǒng)作為電廠熱阱之一，具有十分重要的作用，因此我們對(duì)RCW系統(tǒng)的任何操作都需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，以期對(duì)它的水質(zhì)、壓力、溫度、裝量等等產(chǎn)生最小的擾動(dòng)，從而避免任何可能對(duì)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生的操作風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)改造、規(guī)程修改等等也需要進(jìn)行充分的論證，引導(dǎo)RCW系統(tǒng)運(yùn)行朝著更加穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)的方向進(jìn)行，以保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

由于本人水平有限，成文倉(cāng)促，文中難免有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)各位評(píng)委批評(píng)指正。

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