核電廠(chǎng)安全殼內(nèi)主給水管道小破口運(yùn)行控制

(福建福清核電有限公司，福建 福清 350318)

0 引言

核電站主給水系統(tǒng)的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，其設(shè)計(jì)對(duì)電廠(chǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。給水系統(tǒng)的暫態(tài)直接影響核島運(yùn)行，在給水系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)工況時(shí)保證反應(yīng)堆安全運(yùn)行，提高機(jī)組運(yùn)行的可靠性是設(shè)計(jì)的基本原則，對(duì)給水系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)分析是核電站安全運(yùn)行不可或缺的一部分[1]。

位于蒸汽發(fā)生器(SG)和離蒸汽發(fā)生器最近的主給水系統(tǒng)(ARE)逆止閥(ARE040/041/042VL)之間給水管道發(fā)生小破口時(shí)，由于破口較小，短時(shí)間內(nèi)不致導(dǎo)致安全注入動(dòng)作(安全殼壓力高2信號(hào)觸發(fā)安注)。但針對(duì)較小的破口，不致造成機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，但由于破口的持續(xù)釋放，仍將威脅安全殼。安全殼是核電廠(chǎng)發(fā)生事故并防止放射性產(chǎn)物大量釋放并對(duì)公眾健康造成危害的重要保障[2]。

本文以福清核電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)組為例，針對(duì)位于主給水安全殼貫穿件到離蒸汽發(fā)生器最近逆止閥(ARE040/041/042VL)之間給水管道小破口，提供安注前進(jìn)入A0(安注以后的事故診斷規(guī)程)→A2.2(反應(yīng)堆安全殼內(nèi)二回路管道破裂事故規(guī)程)前的指導(dǎo)。

1 給水系統(tǒng)概述

主給水系統(tǒng)(ARE)功能是向蒸汽發(fā)生器供應(yīng)給水并且通過(guò)給水流量調(diào)節(jié)站調(diào)節(jié)給水流量，以將蒸汽發(fā)生器水位維持在隨汽機(jī)負(fù)荷變化的整定值上。主給水流量控制系統(tǒng)主要由給水母管和3個(gè)給水調(diào)節(jié)站及文丘里管和逆止閥組成。

每條給水管路設(shè)置2個(gè)逆止閥，一個(gè)位于安全殼外(ARE037/038/039VL)，緊靠安全殼，作為安全殼外給水止回隔離閥；另一個(gè)位于安全殼內(nèi)(ARE040/041/042VL)，在輔助給水系統(tǒng)(ASG)注入接口的上游且盡可能靠近蒸汽發(fā)生器，用來(lái)防止給水入口上游管道破裂時(shí)蒸汽發(fā)生器內(nèi)水的流失，同時(shí)允許ASG運(yùn)行。

2 故障影響

2.1 ARE給蒸汽發(fā)生器供水時(shí)

故障環(huán)路給水流量大于蒸汽流量(可能有報(bào)警VVP401KA—VVP406KA)，蒸汽發(fā)生器水位降低；給水泵出力上升，正?；芈房赡苡捎诮o水泵能力限制給水流量下降，低于蒸汽流量，蒸汽發(fā)生器水位下降；反應(yīng)堆廠(chǎng)房(R廠(chǎng)房)給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控火警觸發(fā)。

2.2 ASG給蒸汽發(fā)生器供水時(shí)

只有位于蒸汽發(fā)生器和離蒸汽發(fā)生器最近逆止閥(ARE040/041/042VL)之間給水管道破口才有異?，F(xiàn)象。假設(shè)破口發(fā)生在該處，則：①ASG調(diào)節(jié)閥一致(或全開(kāi))情況下，故障環(huán)路ASG給水流量遠(yuǎn)大其他2個(gè)環(huán)路。②出現(xiàn)蒸發(fā)器給水管道破裂報(bào)警(ASG093/095/097KA)。③故障蒸汽發(fā)生器水位降低。④正?；芈房赡苡捎贏SG泵流量限制，低于蒸汽流量，蒸汽發(fā)生器水位下降。⑤在故障環(huán)路蒸汽管線(xiàn)隔離后，正?；芈酚捎诮o水流量不足，一回路平均溫度逐步升高(在故障蒸汽發(fā)生器水位低于給水環(huán)管以下，由于故障環(huán)路蒸汽大量泄漏，在故障蒸汽發(fā)生器燒干之前一回路平均溫度會(huì)先降低)；⑥R廠(chǎng)房給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控火警觸發(fā)。

3 處理思路

3.1 蒸汽發(fā)生器由ARE供水時(shí)

1)故障診斷：出現(xiàn)以下異?，F(xiàn)象可判定為ARE殼內(nèi)給水管線(xiàn)泄漏：①主控出現(xiàn)一個(gè)ARE環(huán)路給水流量大于蒸汽流量(可能的報(bào)警VVP401KA—VVP406KA)→ARE調(diào)節(jié)閥開(kāi)大，給水泵出力增加。②R廠(chǎng)房給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控火警觸發(fā)。

2)措施：①確認(rèn)主控出現(xiàn)一個(gè)ARE環(huán)路給水流量大于蒸汽流量(可能有報(bào)警VVP401KA—VVP406KA)→ARE調(diào)節(jié)閥開(kāi)大，給水泵出力增加。②確認(rèn)R廠(chǎng)房給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控JDT102PP盤(pán)上火警觸發(fā)。

3)行動(dòng)：①監(jiān)視安全殼溫度及壓力，壓力或溫度開(kāi)始上漲做好安注啟動(dòng)的準(zhǔn)備。②監(jiān)視蒸汽發(fā)生器給水及蒸汽流量匹配情況，并監(jiān)視APA泵運(yùn)行，如蒸汽發(fā)生器實(shí)際進(jìn)水小于蒸汽流量導(dǎo)致水位下降或APA泵超過(guò)額定流量等情況。③按正常運(yùn)行照規(guī)程以50 MW/min后撤到熱備用狀態(tài)，降功率到停機(jī)。④確認(rèn)蒸汽發(fā)生器給水已經(jīng)切換到ASG供水后，監(jiān)視安全殼溫度及壓力變化趨勢(shì)，初步判斷安全殼溫度、壓力變化趨勢(shì)是否減緩。⑤確定ARE給水管線(xiàn)破口位于主給水安全殼貫穿件到離蒸汽發(fā)生器最近逆止閥(ARE040/041/042VL)之間，按正常運(yùn)行規(guī)程穩(wěn)定機(jī)組狀態(tài)在熱備用。同時(shí)核實(shí)KIC上是否有SFZ報(bào)警，如有報(bào)警，核實(shí)設(shè)備動(dòng)作情況及報(bào)警消失后的恢復(fù)。⑥如安全殼溫度、壓力上升趨勢(shì)未有明顯變化，判定ARE給水管線(xiàn)破口未隔離，破口位于離蒸汽發(fā)生器最近逆止閥(ARE040/041/042VL)和蒸汽發(fā)生器之間，執(zhí)行“SG由ASG供水時(shí)處理”條款。

3.2 蒸汽發(fā)生器由ASG供水時(shí)

3.2.1 故障診斷

出現(xiàn)以下異常現(xiàn)象可判定ARE殼內(nèi)蒸汽發(fā)生器最近逆止閥(ARE040/041/042VL)和蒸汽發(fā)生器之間管線(xiàn)泄漏：①ASG調(diào)節(jié)閥一致(或全開(kāi))情況下，故障環(huán)路ASG給水流量遠(yuǎn)大其它兩個(gè)環(huán)路、破口較大出現(xiàn)一個(gè)蒸發(fā)器給水管道破裂報(bào)警(ASG093/095/097KA)和蒸汽發(fā)生器水位降低現(xiàn)象，由于ASG泵流量限制，其他2個(gè)蒸汽發(fā)生器水位可能下降。②R廠(chǎng)房給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控火警觸發(fā)。

3.2.2 措施

①確認(rèn)ASG調(diào)節(jié)閥一致(或全開(kāi))情況下，一個(gè)蒸汽發(fā)生器的給水明顯大于其他2個(gè)環(huán)路，在故障蒸汽發(fā)生器水位在窄量程范圍內(nèi)時(shí)給水流量明顯大于蒸汽流量才能維持蒸汽發(fā)生器水位→進(jìn)一步調(diào)節(jié)異常環(huán)路ASG調(diào)節(jié)閥，全開(kāi)后可能出現(xiàn)給水管道破裂報(bào)警。②確認(rèn)R廠(chǎng)房給水管道布置區(qū)域消防探頭動(dòng)作，主控消防監(jiān)視盤(pán)上火警觸發(fā)。

3.2.3 行動(dòng)

①監(jiān)視安全殼溫度及壓力。②監(jiān)視蒸汽發(fā)生器給水及蒸汽流量匹配情況，并監(jiān)視ASG泵運(yùn)行情況。③按照正常運(yùn)行規(guī)程向NS/RRA模式后撤，停機(jī)后加強(qiáng)汽輪發(fā)電機(jī)輔機(jī)的監(jiān)視，保證汽輪發(fā)電機(jī)組安全。④隔離破損的故障蒸汽發(fā)生器。

3.3 定期監(jiān)視

在整個(gè)故障處理過(guò)程中，主控操縱人員應(yīng)密切監(jiān)視TRIC、堆芯過(guò)冷裕度、安全殼溫度和壓力不超過(guò)定值；一旦出現(xiàn)DEC報(bào)警，則立刻執(zhí)行DEC規(guī)程；一旦出現(xiàn)安注，立刻執(zhí)行A0規(guī)程。執(zhí)行A0規(guī)程極有可能將引導(dǎo)進(jìn)入A2.2，操縱員再根據(jù)A2.2處理和應(yīng)對(duì)事故。

4 結(jié)語(yǔ)

在蒸汽發(fā)生器和離蒸汽發(fā)生器最近的主給水系統(tǒng)逆止閥(ARE040/041/042VL)之間給水管道發(fā)生小破口時(shí)，機(jī)組瞬態(tài)不致導(dǎo)致安全保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，往往沒(méi)有應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程指導(dǎo)應(yīng)對(duì)。為避免機(jī)組狀態(tài)惡化和威脅安全殼，應(yīng)快速將機(jī)組后撤至NS/RRA模式，隔離故障蒸汽發(fā)生器，以對(duì)故障進(jìn)行檢修處理。在機(jī)組后撤過(guò)程中，應(yīng)保持對(duì)機(jī)組主要參數(shù)的監(jiān)視，并針對(duì)主給水停運(yùn)和輔助給水啟動(dòng)后的不同，采取相應(yīng)的行動(dòng)。