AP1000機組裝換料水體傳輸控制的分析和優化

邱三人

1概述

裝換料系統水體傳輸和控制是大修期間的重要操作，一定濃度的含硼水用于維持次臨界度，一定厚度的水屏蔽層用于滿足人員輻射防護要求。合理可行的水體傳輸和控制計劃是高效換料大修的基礎，對優化大修關鍵路徑，降低人員劑量，提高電站經濟型意義重大。

本文以核電廠換料大修關鍵路徑設計為基礎，立足運行角度，對裝換料期間水體傳輸控制從傳水路徑和水裝量兩個方面進行分析和總結。

2我廠裝換料水體傳輸控制方案

2.1裝換料水裝量分析

在裝換料過程中，涉及到水裝量變化的容器或箱體有乏燃料容器裝載井、乏燃料容器裝載井、乏燃料水池、換料水池、流出物暫存箱（EHT）。

單個EHT容積為115.5 m?，可用容積為106 m?，用于接受經真空除氣后的含硼水。在停堆換料前需要排空兩個流出液暫存箱，將RCS經過除氣后貯存在流出液暫存箱，在換料中或換料后為RCS補水。

換料水池分為反應堆堆腔側（以下簡稱高跨）和構件池側（以下簡稱低跨）。反應堆壓力容器位于高跨，堆內構件存放架位于低跨。換料水池低跨還包含臨時燃料存儲池和轉運小車傾翻池

2.2換料期間各階段水體控制和傳輸

①從RV法蘭面以下0.3m至控制棒驅動機構脫扣水位

傳輸路徑為從IRWST至換料水池，先進行重力充水，再啟動SFS泵進行充水。傳輸體積為換料水池充水至119英尺的水裝量689.59m3加RV變化水量4.92 m3和波動管線約1.2m3 ，共695.71 m3。

②從控制棒驅動機構脫扣水位119英尺至換料水位134.5英尺

傳輸路徑為從IRWST至換料水池，啟動SFS泵進行充水。傳輸體積為換料水池從119英尺充水至134.5英尺的水裝量634.06m3加穩壓器約13.35 m3 ，共647.41 m3 。

③換料水池高跨單獨排水至RV法蘭面

傳輸路徑為從換料水池至IRWST，啟動RNS泵進行排水。傳輸體積為換料水池高跨從134.5英尺排水至107.92英尺水量469.64 m3和波動管線約1.2m3共485.89 m3。

④壓力容器排水至半管運行

傳輸路徑通過CVS下泄，從壓力容器排至流出物暫存箱。傳輸體積為壓力容器法蘭面至熱段80%液位29.8 m3。

⑤換料水池高跨充水至換料水位

傳輸路徑為從換料水池至IRWST，啟動RNS泵進行排水。傳輸體積為換料水池高跨從RV法蘭面至134.5英尺，水裝量469.64 m3 加穩壓器13.35 m3和波動管線約2.9m3共485.89 m3。

⑥從換料水位至控制棒驅動機構耦合水位

傳輸路徑為從換料水池至IRWST，先進行重力排水，再啟動SFS泵進行排水。傳輸體積為換料水池134.5英尺至119英尺的水裝量634.06m3加穩壓器約13.35m3 ，共647.41 m3。

⑦從控制棒驅動機構耦合水位換料水位至RV法蘭面

傳輸路徑為從換料水池至IRWST，啟動SFS泵進行排水。傳輸體積為換料水池119英尺至RV法蘭面107.92英尺的水裝量454.68m3 。

⑧從RV法蘭面至RV法蘭面以下0.3m

通過CVS下泄至EHT。傳輸體積為4.92m3。

3水體傳輸控制中需關注的重點問題

3.1 CLP/CWP充水時機選擇

正常運行情況下，CLP/CWP需要補充的含硼水容量為532.65 m3。

保持CLP、CWP水裝量的優點有：

1）CLP作為RNS的安全注入水源，減少事故影響。

2）在換料工況下，為一回路升水位做準備。

3）可保證SFS以更靈活的方式運行。

3.2水體傳輸控制的特殊監視

3.2.1換料水位至低水位（半管運行）期間液位監視

當液位降低至RV法蘭面時，需密切關注1-RCS-LT160A/B液位，當進入RCS-LT160A/B液位范圍時，需要降低排水速率，防止非預期的RCS泄露導致保護動作。

3.2.2 RNS泵特殊監視

在換料水池高跨單獨排水過程中，使用的是RNS泵，此時若不及時停泵，可能會導致RNS泵發生汽蝕。

3.3水體傳輸過程中關注乏燃料水池冷卻

當SFP中儲存有乏燃料組件時，必須保證至少有一列SFS或RNS在線至SFP并投入運行，用于冷卻SFP。當應用SFS備用列或者RNS進行水體傳輸過程時，需要充分做好準備工作，防止SFP失去冷卻。

3.4裝換料過程中關注異物防護

裝換料過程中由于裝換料水池面積較大，且處于敞開狀態，異物墜落進入換料水池風險較大。

當異物墜落至換料水池或者乏燃料水池中，會造成異物進入一回路系統造成熱點污染，甚至會損壞燃料組件，影響裝換料過程。

在執行運行操作應注意禁止攜帶非工作相關的個人物品，必需的物項帶入時記錄在《材料責任登記表》中做好防墜落措施。

4結論和優化建議

4.1設計理念先進，裝換料經濟高效

AP1000機組裝換料過程中，IRWST可為換料水池提供1322m3的水裝量用于換料，換料水質可提前使用SFS備用列進行凈化，換料完成后可實現完全回收，極大了減少了換料前的含硼水的準備時間和后期的廢水處理過程，提高了裝換料的經濟性和效率。

4.2缺少整體控制方案，具體準備工作亟待開展

參照其他電廠，在換料期間有專門水體控制方案，在每次換料大修期間可進行參考、借鑒并及時更新優化，建議參考本文提出的以下建議，建立整體控制方案：

建立標準文件包，包含工作指令單、傳輸路徑、傳輸時間、風險分析等。

主控室及時了解現場工作進展，考慮到風險，適時提前進行工作準備。

開發針對性JIT培訓方案，適時對參與人員進行培訓。

開發事故預案，必要時成立專項干預小組，發生非預期事件根據預案，及時響應并恢復。

參考文獻：

[1]三門核電有限公司，1-OP-GJP-104，Rev 9，總體運行規程GOP-104模式5至模式6

[2]三門核電有限公司，1-OP-GJP-105，Rev 9，總體運行規程GOP-105模式6

[3]三門核電有限公司，1-OP-GJP-114，Rev 8，總體運行規程GOP-114主系統低水位運行

[4]三門核電有限公司，1-RNS-GJP-101，Rev 16，正常余熱排出系統