核電廠誤安注分析

□劉利光 蔡曉輝 劉凱華

一、適用條件及原因

(一)適用條件。安注系統的主要功能是在反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，通過向堆芯注入冷卻水，防止燃料包殼熔化，并保持堆芯的幾何形狀和完整性；在主蒸汽管道破裂事故工況下，向反應堆冷卻劑系統快速注入濃硼溶液，以補償由于不可控地產生蒸汽致使反應堆冷卻劑過冷而引起的容積變化和反應性的增加，從而可以使反應堆迅速安全停堆，并防止重返臨界。誤安注事故規程I3.1的適用條件，在初始穩壓器壓力高于P11(一回路壓力低)，SI(安注)沒有閉鎖的情況下(包括功率運行、熱備用、熱停堆、安注未被P11閉鎖的中間停堆狀態)，如果發生過量安注時應進行的操作。有兩種情況為安注過量：誤安注和無用的安注。

(二)原因。誤安注和無用的安注可能發生以下幾種情況。第一，二回路過度冷卻(負荷過度增加，主蒸汽隔離閥下游的蒸汽管道打破口)，蒸汽流量高和一回路平均溫度低低P12符合或與蒸汽壓力低符合，或蒸汽管道壓力低低，或穩壓器壓力低。第二，輔助噴霧閥或正常噴淋閥誤打開并卡開或一個穩壓器安全閥誤開啟，穩壓器壓力低。在溫度和輔助噴霧流量有利的條件下(高溫度、低流量)，穩壓器電加熱器可以補償輔助噴霧的影響，既不會發生反應堆緊急停堆也不會發生SI啟動。如果情況不是這樣，SI一啟動就抑制了輔助噴霧流量，SI是無用的。第三，RCP 005、006、013、014MP(穩壓器壓力表)經選擇器產生的誤信號，穩壓器壓力低。RCP 005、006、013、014 MP經過選擇器產生的誤信號會導致兩個正常噴霧閥打開，并關閉所有電加熱器。在壓力低于14.5MPa時，自動關閉這些閥門可以避免引起反應堆緊急停堆和啟動SI，除非發生閥門機械性失效。第四，RCV 003VP(下泄殼外隔離閥)下游的下泄管線裂，穩壓器壓力低。第五，LNC或LND(220V不間斷保護電源)失電，導致蒸汽管道流量高信號出現，此時如果一回路溫度控制不好，達到P12定值，則發生安注。第六，若做T1試驗一個通道沒有完全恢復，接著做另一通道，則2/3或2/4則會觸發安注。第七，停堆后若停機信號沒有觸發，干預不及時(不立即手動停機)也可能會安注。第八，GCT-C壓空管失壓導致GCT閥門全開，可能導致一回路過冷不可控降壓而引起安注。

二、規程的關鍵操作步驟及說明

該規程是從A0規程進入的，A0是安注發生以后的事故規程，在該規程中，在排除了蒸發器傳熱管破裂，排除了一回路或二回路破口后，判斷為安注過量后，進入誤安注規程。

在I3.1規則的入口，首先檢查LNC和LND配電盤的供電是否正常。事實上，LNC或LND配電盤喪失供電會產生一個虛假的SG蒸汽流量高信號，可能導致SI。在熱停堆時，這個配電盤失電，如果一回路過度冷卻引發P12，會引起SI。一旦NSSS穩定(上充-下泄運行)，操縱員在I3.1結束后，經過DEC事故診斷規程返回I11C或I11D(保護電源220V AC失電)能夠開始連接供電。LNC或LND失電還會導致其他儀表的不可用，如穩壓器壓力水位、蒸發器壓力水位等，能比較明顯判別出來。

(一)反應堆冷卻劑泵的停運。反應堆冷卻劑泵是核電廠最重要的設備之一。在整個規程定期監視中，如果不滿足運行條件，停運正在運行的主泵，使其不至于損壞。反應堆冷卻劑泵的保護不是安全準則。然而，除了穩壓器誤噴霧的情況，盡可能保持反應堆冷卻劑泵運行，特別是保持正常噴霧可用。安噴發生則要停運主泵，以防止電機受到水淋濕使得電機絕緣下降而燒毀。此外，如果2臺主泵被停運，開始自然循環，反應堆冷卻劑系統流體膨脹，加速了穩壓器水位的上升。而且自然循環不利用堆芯余熱的導出。

(二)穩壓器壓力故障措施。若RCP 005、006、013、014 MP經過選擇器產生的壓力整定值故障上漂，會使兩個噴淋閥以外開啟，一回路壓力持續下降，直至停堆。一旦停堆前還沒有確認故障及處理方案，則很容易會發生安注。因為停堆時的壓力已經到達13.0MPa，而距離發生安注的定值11.83MPa已經非常接近。停堆后，一、二回路操縱員及協調員都在執行事故規程，而值長需進行對外通報及執行SPI規程，把握機組總體狀態關鍵參數等。

三、安注控制及恢復

一旦發生穩壓器滿水，一回路處于水實體狀態，一回路壓力會劇烈波動，導致穩壓器安全閥開啟放射性外泄，或者堆芯內部發生局部沸騰造成堆芯受損。為了避免穩壓器滿水，必須盡可能早地終止安注。

(一)終止安注。停運高壓安注泵和隔離安注管線是終止安注的主要措施。分為以下兩個主要步驟進行。關閉2臺高壓安注泵中的1臺。當1臺高壓安注泵已經關閉后，隔離硼注入箱和RPV的高壓注入管線。以上兩個動作的每一個動作之后，如果參數△Tsat或穩壓器水位向不利的方向發展，并且到達下限值，這這意味著SI不是過量。

(二)穩定一回路溫度和壓力。安注大量注入時，冷水進入一回路溫度下降。SI的關閉，引起一回路溫度上升。在安注流量穩定后，甚至是安注管線已隔離的情況下，穩定一回路壓力，必須穩定二回路的蒸汽壓力。在冷凝器可用的情況下，用GCT-C自動控制一回路溫度。在冷凝器不可用的情況下，設定GCTa的整定值站為SG內的蒸汽壓力值且確定手動控制站處于自動。在穩壓器沒有滿水的情況下，只要穩壓器不在飽和狀態，穩壓器水位的下降也將引起一回路壓力的下降。在穩壓器滿水的情況下，不要首先試圖使穩壓器排水，應該通過自動上充和手動下泄穩定一回路壓力，或如果上充不可用，通過主泵軸封注入和過剩下泄，如果必要，手動投入電加熱器加熱來穩定一回路壓力一旦穩壓器已經到達飽和狀態(穩壓器液相溫度T=Tric+Tsat)，如果水位等于100%，必須重新建立穩壓器蒸汽空間。

(三)過渡到退防狀態。在誤安注的原因查明并消除后，且安注及NSSS系統都已穩定的情況下，準備向正常工況過渡。反應堆停堆斷路器復位，只有所有停堆信號已經清除，才能執行這個動作。而反應堆停堆斷路器復位動作必須盡快完成。因為只要停堆斷路器打開，P4信號存在，安全注射信號被閉鎖。

四、結語

安注發生后，按要求進入A0規程，此時一二回路操縱員需進行自動確認，在一系列自動動作確認以后，若確認是誤安注，在5分鐘以后就必須及時終止安注，以避免穩壓器滿水。對于一回路，首先要將所有的穩壓器電加熱器投入運行以加熱穩壓器內的不飽和水,然后復歸安注和CIA(安全殼A階段隔離)信號，先要停運一臺高壓安注泵。若確認安注過量則要進行恢復上充下泄的操作(先投上充后投下泄)，穩定穩壓器水位和壓力控制，在狀態穩定后，需要向正常狀態過渡，將上充泵吸入口切回容控箱，停運低壓安注泵，然后就是控制反應性，必要時硼化、復位“通量變化率高”停堆信號，將控制棒提到要求位置。在一回路操縱員確認走I3.1后，二回路操縱員要先確認LNC/LND是否失電，失電的話要將相關的主控控制及時切除。然后就是控制蒸汽發生器的水位和穩定一回路的溫度，如果一回路溫度不能維持，則要隔離相關蒸汽用戶并有可能由此進入別的規程(A2.1或A2.2)。