M310機(jī)組硼表不可用對大修的影響及其應(yīng)對策略

李得青　李可健

摘? 要：反應(yīng)堆冷卻劑硼濃度調(diào)整是M310機(jī)組控制反應(yīng)性的重要手段，其精準(zhǔn)控制的前提是硼濃度的準(zhǔn)確監(jiān)測，硼表是專門用于監(jiān)測反應(yīng)堆冷卻劑硼濃度的儀表。M310機(jī)組采用的離線式硼表，在不同機(jī)組狀態(tài)下的在線方式不同，技術(shù)規(guī)范對其可用性的要求也不同。為了大修期間機(jī)組正常上下行，需確保不同模式下硼表的可用性。本文總結(jié)了硼表的不同在線方式，將可能引起硼表不可用的因素進(jìn)行整理分類，并提出硼表故障的應(yīng)對策略，以確保及時(shí)準(zhǔn)確地應(yīng)對硼表故障，避免對大修工作產(chǎn)生影響，保證一回路硼濃度準(zhǔn)確監(jiān)測，保證堆芯安全。

關(guān)鍵字：硼表;不可用;技術(shù)規(guī)范;大修

1.引言

M310機(jī)組通過調(diào)整硼濃度使反應(yīng)堆臨界，改變功率，補(bǔ)償氙毒，補(bǔ)償燃耗，展平堆功率，提供足夠的負(fù)反應(yīng)性使堆芯維持在次臨界狀態(tài)等等。因此需對反應(yīng)堆冷卻劑中的硼濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測。M310機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中，硼表常因其自身或者輔助設(shè)備的故障而不可用，大修期間的硼表不可用影響機(jī)組狀態(tài)控制。需明確大修期間，各個機(jī)組模式對硼表的要求及硼表不可用的影響，并且整理分析導(dǎo)致其不可用的故障類型，給出排查與處理建議，以指導(dǎo)快速排查消缺，恢復(fù)硼表可用。

2.硼表

硼表可分為在線和離線兩種類型，基本測量原理均是“中子吸收法”，由中子源發(fā)射出的中子穿過一回路冷卻劑，中子與冷卻劑中的硼發(fā)生核反應(yīng)，通過測量中子通量的變化來實(shí)現(xiàn)測量冷卻劑中硼濃度的目的。M310機(jī)組均使用離線式硼表，即需將一回路冷卻劑引入專門的硼表測量回路中，測量回路如圖1所示。

2.1 不同機(jī)組模式下硼表的在線

離線式硼表為保證足夠的反應(yīng)堆冷卻劑引入，回路上下游需具備足夠的壓差。M310機(jī)組大修時(shí)，主泵啟停、RRA泵啟停、容控箱投退，均會對硼表回路的壓差產(chǎn)生影響，故大修期間，需根據(jù)機(jī)組的不同狀態(tài)，對硼表回路的在線進(jìn)行切換，以保證硼表的準(zhǔn)確監(jiān)視。

2.1.1 在線方式一

機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主泵處于運(yùn)行狀態(tài)，一回路和容控箱之間的壓差可以保證取樣流量，取樣返回容控箱可使樣品得以回收。此時(shí)硼表在線方式為：冷卻劑由熱段取樣管線引出，經(jīng)兩級冷卻后通過硼表和流量計(jì)返回容控箱。

2.1.2 在線方式二

機(jī)組下行，當(dāng)RCP溫度降低到120℃時(shí)，穩(wěn)壓器汽腔消除，可停止穩(wěn)壓器汽側(cè)吹掃，從而釋放出硼表的取樣管線，故將硼表取樣點(diǎn)轉(zhuǎn)至RRA泵出口，以便在主泵停運(yùn)后獲得足夠的壓差。此時(shí)硼表在線方式為：冷卻劑由余排熱交換器上游引出，經(jīng)兩級冷卻后通過硼表和流量計(jì)返回容控箱。

2.1.3 在線方式三

機(jī)組繼續(xù)下行，當(dāng)一回路壓力降至0.7MPa.g時(shí)，為應(yīng)對后續(xù)容控箱無法再回收硼表的取樣介質(zhì)，需再一次改變硼表在線。此時(shí)硼表在線方式為：冷卻劑由余排熱交換器上游引出，經(jīng)一級冷卻后通過硼表和流量計(jì)返回RCP二環(huán)熱段，而不返回容控箱。

機(jī)組上行時(shí)，硼表測量回路在線方式同樣需根據(jù)機(jī)組狀態(tài)不同而進(jìn)行切換，順序與下行相反。當(dāng)一回路充水排氣結(jié)束后，硼表在線由方式三改為方式二，當(dāng)主泵啟動之后，硼表在線由方式二改為方式一。

2.2.技術(shù)規(guī)范對于硼表可用性的要求

技術(shù)規(guī)范各模式對硼表不可用的具體要求如表1所示。

3. 硼表不可用的類型及其應(yīng)對策略

機(jī)組下行時(shí)，若硼表在線無法從方式三切換至方式二，則無法執(zhí)行停運(yùn)主泵的操作。若無法從方式二切換至方式一，產(chǎn)生硼表不可用的故障，則機(jī)組狀態(tài)無法由NS/RRA繼續(xù)下行至MCS。反之亦然，硼表的可用性制約機(jī)組上行時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

基于硼表可用性在機(jī)組上下行時(shí)的重要性，必須針對其常見的故障制定對應(yīng)的識別手段和應(yīng)對策略。

3.1 硼表自身故障

硼表自身故障類型如表2所示，其識別主要依靠就地機(jī)柜或者主控室的報(bào)警，三種導(dǎo)致硼表不可用的因素，會在就地機(jī)柜側(cè)出現(xiàn)硼表不可用提示，同時(shí)該提示信號通過硬接線送往DCS 1層，在DCS 2層觸發(fā)REN055KA1。

該類型故障若出現(xiàn)，根據(jù)就地機(jī)柜確認(rèn)原因，通過更新硼表系統(tǒng)、退出自檢模式、參數(shù)校正等方式，即可恢復(fù)硼表可用。

3.2 取樣流量不足

取樣流量不足的原因通常為兩種：硼表取樣回路的閥門、部件內(nèi)漏或外漏，閥門、部件堵塞。

針對閥門、部件內(nèi)漏或外漏的缺陷，需針對不同模式下的硼表回路在線方式，確定專門的排查思路和隔離思路，以快速應(yīng)對內(nèi)外漏缺陷，及時(shí)恢復(fù)硼表可用性。將硼表在線分為取樣口至手套箱、手套箱、手套箱至回收點(diǎn)三部分，通過管線檢查及對應(yīng)區(qū)域地坑液位變動情況，確認(rèn)具體外漏地點(diǎn)。通過自上而下分段隔離與超聲測水相結(jié)合的方式，確認(rèn)具體內(nèi)漏位置。

明確內(nèi)外漏位置后，通過隔離解體、在線堵漏等方式可恢復(fù)硼表可用，同時(shí)為應(yīng)對無法隔離等特殊情況，可考慮為硼表取樣回路設(shè)置冗余管線、冗余流量計(jì)的方式，增加硼表可用性的裕度。同時(shí)為更好地消除取樣回路內(nèi)外漏缺陷帶來的影響，可考慮將離線式的硼表改為在線式的儀表，取消取樣回路。

3.3 取樣偏差超限

基于硼表的測量原理，其準(zhǔn)確度與中子源強(qiáng)度，中子穿過冷卻劑的覆蓋度等因素有關(guān)系，在線硼表與取樣硼濃度存在一定的偏差是客觀現(xiàn)象。

針對該故障，應(yīng)對策略是明確不可用的偏差范圍，并且針對不可用數(shù)值，制定干預(yù)定值。通過運(yùn)行人員與化學(xué)人員的每日巡檢，監(jiān)視硼表與取樣硼濃度的偏差，到達(dá)干預(yù)定值后，及時(shí)通過調(diào)整硼表參數(shù)、零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)确绞娇s小偏差，確保硼表的測量偏差不超限而保證其可用性。

4. 結(jié)論

綜上所述，硼表的正常運(yùn)行對于M310機(jī)組的反應(yīng)性精準(zhǔn)控制、誤稀釋事故預(yù)防等起到了非常重要的作用，技術(shù)規(guī)范中，不同機(jī)組狀態(tài)對硼表的可用性提出了不同的要求，為了大修期間機(jī)組上下行可順利進(jìn)行，需及時(shí)準(zhǔn)確地應(yīng)對硼表的故障。針對當(dāng)前M310機(jī)組使用的離線式硼表，本文分析了其不可用對大修期間機(jī)組的影響，同時(shí)將導(dǎo)致硼表不可用的因素進(jìn)行整理分類，并針對不同類型的故障提出識別排查與應(yīng)對的建議策略，以指導(dǎo)快速排查及消缺，恢復(fù)硼表可用，保證機(jī)組硼濃度準(zhǔn)確監(jiān)視，確保堆芯反應(yīng)性精準(zhǔn)控制。

參考文獻(xiàn)

[1]盧才華，饒賢明，莊昀.壓水堆核電廠一回路硼濃度監(jiān)測[J].核電子學(xué)和探測技術(shù)，2004-5，第24卷第3期：262-264

[2]李博，核取樣系統(tǒng)手冊? C CFC，中國核動力研究設(shè)計(jì)院，2011：6-8

[3]鮑克勤，完顏邵會，葉建華等. 硼水濃度測量和硼表的標(biāo)定方法[J].動力工程，1998，18（5）： 8-11

[4]張文杰.中子吸收法測量硼濃度的技術(shù)研究[D].衡陽：南華大學(xué)，2007：13～14