蒸汽發生器U型管破損導致泄漏(SGTR)事故分析與處理

□張圍圍 徐海健 楊迎春

一、SGTR產生的原因

引起蒸汽發生器U型管破損有以下主要原因：第一，U型管承受機械和熱應力；第二，一、二回路水產生腐蝕，其中應力腐蝕是管子破損的主要原因，占70%；第三，U型管的微振磨損；第四，壓陷。

二、SGTR處理原則

在所有SGTR的情況下，處理的目的都是盡可能限制放射性釋放和避免破損SG滿溢，處理過程分三個階段：判別并完全隔離破損的蒸汽發生器；對RCP降溫降壓，使其壓力降為幾乎與SG蒸汽壓力相等，使其終止泄漏；過渡到維修冷停堆。

(一)判別破損的蒸汽發生器。通過SG的活度測量判別破損的SG(自動)：一是N-16測量通道(探測蒸汽中放射性，在20%額定功率以上方有效)；二是APG測量通道(探測SG排污液中的放射性)；三是惰性氣體測量通道(探測蒸汽中的放射性)；四是CVI測量通道(探測的是凝氣器抽氣中的放射性，只能探測到可能發生SGTR了，但不能判別是哪個SG發生泄漏了)。

(二)隔離破損的蒸汽發生器。隔離破損蒸汽發生器的要點：一是隔離給水側的目的是為了限制SG水位上升；二是隔離蒸汽側的目的是為了限制放射性的排放；三是此時破損的蒸氣發生器只保留GCT-A管線和APG排污管線。確認GCT-A處于自動控制且整定為內部整定值。

(三)對RCP降溫降壓，使其壓力降為幾乎與SG蒸汽壓力相等。

1.破損SG壓力和水位控制。保留GCT-A是為了限制SG壓力的增加，因為不管該SG的ASG是否完全隔離，SG排污是否開啟，只要一次側向二次側的泄漏量大于排污流量SG水位就一直增加，壓力就增加，壓力得不到限制，第一組安全閥(壓力為8.5MPa)將開啟，安全閥開始釋放大量的放射性，因此應保留GCT-A管線，在壓力增加不可避免的情況下，通過GCT-A排放管線控制向環境排放的放射性水平。理論上可以將GCT-A整定值剛好小于安全閥的整定值，但很難控制，且收益不大，因此將GCT-A設為內部整定值。盡快投入APG排污是為了限制SG水位的增加，防止滿溢，帶水排放放射性。相關的APG必須盡快恢復運行以保證排放到凝氣器，在TER準備好后，排放到TER的流量調節到最大。SG水位也不是越低越好，如果SG水位過低，傳熱管裸露，SG上方蒸氣被冷凝，SG壓力迅速下降，這種下降可能使一回路平均溫度和穩壓器水位產生擾動，NSSS將更難穩定。

水位過高，SG的壓力很難降下去，因為破損的SG此時存在分層現象：破損蒸汽發生器已經隔離，反應堆冷卻劑系統的冷卻引起該蒸汽發生器中水分層，位于蒸汽發生器下部管束附近的水被冷卻，而位于其上部的水不會被冷卻。如果破損蒸汽發生器還沒有降壓，那么當一回路壓力降到低于其壓力(Pr)時，則蒸汽發生器勢必將水疏排進反應堆冷卻劑系統，其水位會下降。位于頂部的熱水會閃蒸，這樣壓力會難以急劇下降。事實上，破損蒸汽發生器表現得就像第二臺穩壓器，反過來又影響反應堆冷卻劑系統的降壓。用于破損蒸汽發生器降壓的方法是使位于其頂部的蒸汽與管束接觸而冷凝。

因為破損的蒸氣發生器已經失去了帶走熱量的能力，它的冷卻就靠一回路溫度降低，反向帶走熱量，從而實現降溫。

2.RCP壓力控制。一且破損SG被隔離，控制目標就是終止SG一次側向二次側泄漏。正常穩壓器噴霧在下述三種配置下可以使用:一是兩臺主泵運行;二是RCP 001 PO運行;三是RCP 002 PO運行。

壓力低于14.9MPa(絕壓)時，噴霧閥回到手動控制。如果正常噴霧不可用，穩壓器輔助噴淋必須投入運行對RCP降壓和增加穩壓器水位。由于RCV下泄被隔離，噴淋水沒有被RCV 001 EX加熱:噴淋水與穩壓器之間的溫度差大于177℃。在這種條件下，為了限制輔助噴淋管線上熱沖擊，必須用RCV 046 VP手動控制噴淋流量低于9m3/h。因此執行以下操作:一是手動關閉上充管線流量控制閥(RCV 046 VP);二是打開輔助噴霧隔離閥(RCV 227 VP);三是打開安全殼貫穿件上游的上充管線隔離閥(RCV 048 VP)。

通過這些操作，操作員用RCV 046 VP閥調節輔助噴霧流量大約為9m3/h同時維持過冷度大于20℃，主要的目的是使RCP運行壓力降到破損SG壓力或最小值2.5MPa。當穩壓器水位到達80%，輔助噴霧隔離閥RCV 227 VP必須被關閉以防穩壓器滿水。RCP降溫與SI控制和降壓同時進行，最終使反應堆滿足能夠切換到上充模式的條件，切換依據是過冷度與穩壓器水位的函數。

3.RCP溫度控制。若NSSS的初始狀態為中間停堆時，應該持續降溫至堆芯出口溫度低于250℃直到RCP壓力與破損SG壓力達到平衡，且過冷度為40℃。通過設定GCTa整定值站(如果冷凝器可用則設定GCTc整定值站)為SG壓力并切換手動控制站到自動控制，使完好SG蒸汽壓力穩定。在泄漏終止前，應優先考慮把RCP壓力降到破損SG的壓力，所以在這一階段不必關心標準狀態(P，T)的限制是否滿足。事實上，若維持反應堆在這些限制內將延遲達到壓力平衡，且因此延遲一次側向二次側泄漏的終止。

三、結語

通過對SGTR事故的初步分析認為：一是SGTR事故一旦發生，運行人員和應急響應人員的動作措施對事故的進展和環境有重大的影響，如不干預，必將滿溢，放射性外泄。所以運行人員需要引起足夠的重視，采取有效措施，降低事故的可能性，提高電廠的可靠性。二是SGTR事故發生的概率雖然很低，但事故萬一發生時，正確而有效的控制，防止事故的擴大，防止事故對環境的影響，是運行人員的一個重要要求。