大修期間運(yùn)行技術(shù)規(guī)范的遵守

曲世慶

【摘 要】本文針對大修期間運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的特殊要求，分析和論述開展大修活動(dòng)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書；大修；檢查規(guī)程

通過概率風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)（PSA）的分析研究表明，大修期間諸多的不安全因素和狀態(tài)等對堆芯熔化的貢獻(xiàn)占相當(dāng)大的比例。嚴(yán)格遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書確定的規(guī)則，可以確保安全重要系統(tǒng)在故障或事故下的正確運(yùn)行，也是確保事故程序發(fā)揮作用的一個(gè)基本前提。

1 大修期間主要存在的核安全風(fēng)險(xiǎn)

針對核安全控制的三大功能，反應(yīng)性控制、堆芯冷卻和放射性物質(zhì)的包容而言，機(jī)組大修期間的核安全風(fēng)險(xiǎn)同功率運(yùn)行相比一點(diǎn)也沒有降低。相反在大修期間，由于大量核安全相關(guān)設(shè)備因?yàn)榫S修而退出運(yùn)行，安全保障系統(tǒng)可能不可用。而且在發(fā)生事故時(shí)，操縱員可以動(dòng)用的對策手段也相對較少。下面就核安全控制的三大功能對大修期間存在的主要核安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

1.1 反應(yīng)性控制

就反應(yīng)性控制而言，盡管大修時(shí)反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)，自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)已經(jīng)終止，然而在此階段發(fā)生誤稀釋、意外臨界的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。此時(shí)控制棒可能全部插入堆芯，控制誤稀釋的手段相對較少，而且反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)，與功率運(yùn)行時(shí)相比發(fā)現(xiàn)和探測到誤稀釋的難度增加。在功率運(yùn)行時(shí)若發(fā)生誤稀釋，一回路平均溫度馬上會變化，用于一回路平均溫度控制的控制棒組立刻會有響應(yīng)，而隨后△I會變化，對于這一系列變化容易被反應(yīng)堆操縱員所發(fā)現(xiàn)和作出正確判斷，然而在次臨界狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)和探測到誤稀釋的手段相對較少，只有通過源量程中子通量和一回路硼濃度的變化來發(fā)現(xiàn)可能的誤稀釋，而一旦發(fā)現(xiàn)，時(shí)間也較晚，而且在大修時(shí)系統(tǒng)和設(shè)備的狀態(tài)多變，進(jìn)行水傳輸?shù)臋C(jī)會較多，操作頻繁，發(fā)生人因失誤的幾率也大為增加，因此發(fā)生誤稀釋的幾率也相對較大。

1.2 堆芯冷卻

就堆芯的冷卻而言，在大修期間盡管自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)已經(jīng)終止，然而堆芯中有大量的剩余釋熱需要保證得到有效地導(dǎo)出，否則將聚集從而導(dǎo)致燃料元件損壞。同時(shí)大修過程中由于需要檢修（機(jī)械或電氣檢修），可能導(dǎo)致燃料組件只有一列冷源，增加燃料元件失去冷卻的幾率。

1.3 放射性包容

對于放射性物質(zhì)的包容而言，在大修期間，核安全三道屏障不一定完整，燃料組件可能在堆芯，也可能在核燃料廠房，而在燃料組件的裝卸料的過程中，燃料組件損壞的可能性也較大，而作為第二道屏障的一回路壓力邊界也開啟，第三道屏障安全殼也開啟，所以一旦發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏，其中部分安全屏障可能不可用，其直接后果可能造成放射性物質(zhì)直接向環(huán)境排放。

2 大修期間運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的特殊要求及注意事項(xiàng)

本人結(jié)合實(shí)際工作，針對運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書中一些難點(diǎn)和容易出現(xiàn)偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的情況，進(jìn)行分析和討論，以便嚴(yán)格的遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書，從而保證機(jī)組的安全。

2.1 維修冷停堆相關(guān)問題

在機(jī)組大修期間，機(jī)組處于維修冷停堆時(shí)的核安全風(fēng)險(xiǎn)是很大的，在實(shí)際工作過程中，若沒有很好地理解維修冷停堆的定義，很容易造成偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書，特別是在大修期間工作任務(wù)十分繁重的情況下。

維修冷停堆的主要風(fēng)險(xiǎn)：

1）蒸汽發(fā)生器不可用（一回路小開口除外），堆芯余熱導(dǎo)出只能通過其它需供電的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)；

2）水裝量較少，一回路可能在RRA運(yùn)行最低水位，水的熱慣性很少，失去冷卻很快將導(dǎo)致堆芯裸露；

3）同樣因?yàn)樗b量少，發(fā)生誤稀釋時(shí)后果要嚴(yán)重得多，因?yàn)橄♂尩每欤?/p>

4）RRA在低水位運(yùn)行時(shí)，RRA泵汽蝕或者入口渦流的從而導(dǎo)致失去冷卻的風(fēng)險(xiǎn)大。

正因?yàn)榫S修冷停堆具有上述主要風(fēng)險(xiǎn)，所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書規(guī)定在維修冷停堆工況要求必須四路電源可用（兩路廠外電源和兩路廠內(nèi)電源），而在換料冷停堆和正常冷停堆卻沒有這樣要求。

同時(shí)為了降低主回路低水位時(shí)的核安全風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書規(guī)定：當(dāng)主回路水位低于壓力容器法蘭面時(shí)，要求下列設(shè)施可用：

1）向主回路提供重力補(bǔ)水的連接；

2）通過RIS系統(tǒng)從換料水箱補(bǔ)水；

3）通過RRA系統(tǒng)從換料水箱補(bǔ)水；

4）通過RRA系統(tǒng)從乏燃料水池補(bǔ)水；

5）兩個(gè)機(jī)組的RCV系統(tǒng)的連接，依據(jù)事故規(guī)程在主控室進(jìn)行該連接的應(yīng)用。

當(dāng)次臨界30天后過渡到RRA低水位運(yùn)行時(shí)，規(guī)程中的措施的實(shí)施要求9LKI配電盤和RIS011PO泵（其流量可排出余熱）可用，通過9LGIB配電盤， 9LGIB配電盤由相鄰機(jī)組的LGD配電盤供電。

在一回路小開口之前（例如開啟穩(wěn)壓器排氣閥、進(jìn)行目視水位計(jì)在線等）必須要求從正常冷停堆過渡到維修冷停堆的DHP合格簽字之后才能進(jìn)行。

同樣在機(jī)組狀態(tài)向上走的過程中，在一回路充水排氣完閉最后關(guān)閉穩(wěn)壓器排氣閥之前，必須要求從維修冷停堆過渡到正常冷停堆的DHP合格簽字之后才能進(jìn)行。

2.2 停堆通量

在維修冷停堆和換料冷停堆，控制棒全部插入堆芯，源量程高通量緊急停堆保護(hù)功能實(shí)際上已經(jīng)無效了。

稀釋事故分析表明，只要停堆狀態(tài)下高通量閾值的設(shè)定始終至多等于停堆狀態(tài)下正常通量的3倍，那么在出現(xiàn)故障發(fā)生誤稀釋，反應(yīng)堆重返臨界前，操縱員就擁有足夠的干預(yù)時(shí)間。

所以必須根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的要求按照當(dāng)前實(shí)測中子通量水平（Ф0）來及時(shí)調(diào)整停堆通量高報(bào)警信號。

2.3 主泵停運(yùn)時(shí)防止誤稀釋的規(guī)定

已經(jīng)進(jìn)行的反應(yīng)性事故研究表明：在一回路主泵停運(yùn)的運(yùn)行工況下，如果硼濃度非常低的水和/或冷水、體積為m3數(shù)量級的進(jìn)入一回路的話，反應(yīng)堆堆芯的后果將非常嚴(yán)重。

事實(shí)上，失去強(qiáng)迫循環(huán)和如果自然循環(huán)的流量不足夠的話，這團(tuán)清水和/或冷水借助于一些連接回路會在一回路中聚集，而當(dāng)啟動(dòng)主泵時(shí)，這團(tuán)清水進(jìn)入堆芯，將引起反應(yīng)堆準(zhǔn)瞬時(shí)重新臨界。

所以在主泵停運(yùn)時(shí)，一定要將RCV泵吸入口切換到PTR001BA，因此我們專門設(shè)置了防止誤稀釋的保護(hù)（ADP）。

2.4 第三道屏障

安全殼設(shè)計(jì)承受一回路管道或二回路蒸汽管道雙端斷裂事故過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力。在發(fā)生失水事故或主蒸汽管破裂事故后的很短時(shí)間內(nèi)，在安全殼噴淋系統(tǒng)還未投入運(yùn)行前，安全殼內(nèi)的壓力將會達(dá)到一個(gè)峰值。安全殼設(shè)計(jì)成能經(jīng)受此峰值壓力。此峰值壓力取決于破口處的質(zhì)能釋放以及破裂前安全殼內(nèi)的壓力和溫度條件。根據(jù)FSAR第15章的計(jì)算假定，安全殼的初始壓力為0.11MPa（絕對），安全殼的設(shè)計(jì)壓力為0.45MPa（絕對），如果事故前安全殼內(nèi)相對壓力大于100mbar ，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故發(fā)生后安全殼內(nèi)壓力可能超過設(shè)計(jì)值。

正常運(yùn)行工況，按保守策略，安全殼內(nèi)的相對壓力在-40～+60mbar之間，安全殼內(nèi)的壓力變化與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，特別是與使用壓縮空氣的氣動(dòng)閥操作頻度相關(guān)以及安全殼內(nèi)壓縮空氣的泄漏有關(guān)。在安全殼壓力在100mbar之前，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書應(yīng)該規(guī)定在60mbar到100mbar之間時(shí)，應(yīng)該盡快降低反應(yīng)堆廠房的相對壓力到可接受的范圍內(nèi)。

為保證事故工況下，最大安全殼泄漏率不超過每24小時(shí)0.3%個(gè)安全殼內(nèi)總體積，必須定期檢查安全殼密封性。通過在停機(jī)期間對安全殼及其貫穿件的定期試驗(yàn)保證這一檢查。同時(shí)在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，也可對安全殼密封性進(jìn)行某些跟蹤。

限值目的是檢查：

1）所有貫穿安全殼的回路和與安全殼內(nèi)外空氣直接相通的系統(tǒng)處于正常在線狀態(tài)（尤其保持相應(yīng)水封）；

2）在連接安全殼內(nèi)外的貫穿件有無大的泄漏（特別SAS，EBA 大直徑的貫穿件）。

大修期間容易造成第三道屏障不滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書：

1）8米和0米人員閘門的開啟或聯(lián)鎖不能滿足要求；

2）設(shè)備艙和生物屏蔽門的開啟不滿足要求；

3）機(jī)械貫穿件不能滿足要求；

4）在蒸汽發(fā)生器二次側(cè)人孔、手孔或眼孔打開的情況下可能通過構(gòu)成安全殼密封擴(kuò)展邊界的APG、ARE、ASG、REN二回路系統(tǒng)、SIR和VVP等系統(tǒng)而旁路（例如VVP安全閥工作、GCT-A工作等等）；

5）燃料傳輸通道不滿足要求。

在反應(yīng)堆水池排空的情況下打開燃料輸運(yùn)通道，最大的風(fēng)險(xiǎn)在于乏燃料水池同反應(yīng)堆水池之間僅僅靠一道水閘門（乏燃料水池同燃料傳輸池之間）來密封，而水閘門失去壓空供氣或密封損壞失效時(shí)將導(dǎo)致乏燃料水池跑水。所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書有非常嚴(yán)格的規(guī)定。

在乏燃料水池跑水的情況下，可能導(dǎo)致PTR泵吸入口失水而導(dǎo)致KX廠房水池失去冷卻或水池的生物屏蔽不充分的放射性保護(hù)事故。

2.5 停堆換料期間反應(yīng)堆廠房的動(dòng)態(tài)屏蔽

在停堆換料期間，開啟8m氣閘門時(shí)，RX廠房由動(dòng)態(tài)屏蔽代替靜態(tài)屏蔽，RX廠房的壓力應(yīng)低于核輔助廠房并且在氣閘門處安裝門簾。應(yīng)檢查ETY的通風(fēng)確認(rèn)其能順利地切換到碘排風(fēng)，以保證事故情況下靜態(tài)屏蔽建立前（關(guān)閉8m氣閘）EBA的隔離期間的動(dòng)態(tài)屏蔽。由于安全殼內(nèi)壓力上升的情況下動(dòng)態(tài)屏蔽不再有效，因此8m氣閘門應(yīng)能快速關(guān)閉。

正常情況下DVN-EBA使RX的壓力低于核輔助廠房，建立動(dòng)態(tài)屏障。然而在失去冷卻或者發(fā)生燃料裝卸事故的情況下，EBA隔離，動(dòng)態(tài)屏障繼續(xù)由掃氣功能保證（ETY應(yīng)在5分鐘內(nèi)投運(yùn)）。這種模式下，兩列帶碘捕捉器的ETY必須可用（與碘過濾器相關(guān)的加熱器也同時(shí)可用）。

為防止安全殼隔離閥自動(dòng)關(guān)閉（意外的）而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)屏蔽破壞，必須閉鎖導(dǎo)致該閥門自動(dòng)關(guān)閉的信號（TCAKRT01 閉鎖KRT009/017MA放射性高二ETY隔離信號）。

在進(jìn)行放射性燃料操作時(shí)，允許安全殼動(dòng)態(tài)屏蔽。這樣既能保證核安全（特別是操作風(fēng)險(xiǎn)），又能保證人員安全（由無聯(lián)鎖并裝有門簾的氣閘門快速撤離）。

EBA使RX的壓力低于核輔助廠房，建立動(dòng)態(tài)屏障。當(dāng)RX放射性高時(shí)，EBA保證人員撤離期間由ETY掃氣回路實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)屏蔽功能繼續(xù)（ETY應(yīng)在5分鐘內(nèi)投運(yùn)）（IPMC001）

兩列ETY及其加熱器、碘過濾器必須可用，兩列風(fēng)機(jī)中其中一列可由內(nèi)部電源供電。

為防止安全殼隔離閥自動(dòng)關(guān)閉（意外的）而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)屏蔽破壞，必須閉鎖導(dǎo)致該閥門自動(dòng)關(guān)閉的信號。

預(yù)防性投入一列ETY 是沒有必要的，因?yàn)槿剂喜僮魇鹿拾l(fā)生后人員撤離期間，ETY能夠快速投運(yùn)形成動(dòng)態(tài)屏蔽。

2.6 GCT-A的安全功能

根據(jù)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，GCT—A系統(tǒng)的安全功能主要體現(xiàn)在它是在某些事故后的運(yùn)行規(guī)定中使用（如SGTR，主回路小破口）的系統(tǒng)。對二回路的超壓保護(hù)的安全功能不是由GCT—A系統(tǒng)來承擔(dān)而是主要由主蒸汽安全閥來承擔(dān)。而在某些事故處理中GCT—A系統(tǒng)承擔(dān)相應(yīng)的安全功能。在SGTR事故中，必須需要利用GCT—A盡快對一回路冷卻從而在保證堆芯飽和裕度的前提下盡快對一回路降壓達(dá)到平衡一、二回路之間的壓力減少壓差以減少泄漏，而在一回路小破口事故中，也需要GCT—A盡快對一回路冷卻使在保證堆芯飽和裕度的前提下盡快對一回路降壓從而減少泄漏。

2.7 PAMS系統(tǒng)

PAMS在事故處理過程中以綜合詳細(xì)的形式為主控制室操縱員提供準(zhǔn)確的、冗余的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合主控室的其它信息，使操縱員能夠跟蹤反應(yīng)堆狀態(tài)相關(guān)的物理參數(shù)的變化。PAMS通道的設(shè)計(jì)和RPR相同，而且某些回路是兩系統(tǒng)公用的。

此系統(tǒng)的功能如下：

1）事故后的輔助診斷；

2）執(zhí)行事故規(guī)程時(shí)幫助決策；

3）幫助事故后監(jiān)視。

PAMS由下列部分組成：

1）狀態(tài)燈（顯示安全保護(hù)的要求）；

2）B列堆芯冷卻監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；

3）用于顯示安全相關(guān)系統(tǒng)物理參數(shù)的設(shè)備；

4）其它信息設(shè)備。

安全監(jiān)督盤的功能如下：

1）根據(jù)主泵狀態(tài)、一回路壓力和堆芯熱電偶測量溫度計(jì)算并顯示出飽和溫度裕度ΔTSAT、堆芯最高溫度和壓力容器水位；

2）信息系統(tǒng)采集、處理并顯示數(shù)據(jù)以便幫助事故診斷和事故處理；控制盤上各系統(tǒng)相關(guān)的狀態(tài)燈反映出安全保護(hù)要求的狀態(tài)（自動(dòng)停堆、安注、噴淋……）。

堆芯冷卻監(jiān)測系統(tǒng)的作用：持續(xù)地向操縱員顯示堆芯冷卻相關(guān)的數(shù)據(jù)，以便判斷一回路水沸騰的風(fēng)險(xiǎn)。堆芯冷卻監(jiān)測系統(tǒng)向A/B列提供數(shù)據(jù)（一回路壓力、安全殼壓力、堆芯溫度）。系統(tǒng)的每一列都顯示堆芯出口最高溫度，飽和溫度裕度ΔTSAT，壓力容器水位等。

3 狀態(tài)控制規(guī)程

從上面的分析可以得出在大修期間存在的主要核安全風(fēng)險(xiǎn)，必須有效地歸避這些核安全風(fēng)險(xiǎn)，確保大修期間的核安全作到萬無一失，從而達(dá)到保護(hù)公眾和保護(hù)環(huán)境的最終目的。

而且正因?yàn)榇笮奁陂g運(yùn)行狀態(tài)多變，為了保證運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書在大修期間能夠得到很好地遵守，所以特別設(shè)置了兩類狀態(tài)控制規(guī)程，一類是靜態(tài)狀態(tài)控制規(guī)程（PT9SHP），它用于檢查機(jī)組所在的大修狀態(tài)的設(shè)備可用性滿足核安全的要求，滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書對該狀態(tài)下設(shè)備可用性的要求，只要運(yùn)行狀態(tài)處于該狀態(tài)，運(yùn)行值必須至少每班一次執(zhí)行相應(yīng)的靜態(tài)控制規(guī)程，而且該規(guī)程由大修安全工程師獨(dú)立驗(yàn)證執(zhí)行。另一類是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換控制規(guī)程（PT9DHP），它是在運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換之前，檢查下一個(gè)狀態(tài)所需的設(shè)備和系統(tǒng)滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的要求。只有在相應(yīng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換控制規(guī)程的條件得到滿足之后，并且由大修安全工程師進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證簽字同意之后，才允許進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)束語

由于換料大修過程反應(yīng)堆要經(jīng)歷從功率運(yùn)行到換料冷停堆以及再從換料冷停堆到功率運(yùn)行的各個(gè)階段和狀態(tài)，系統(tǒng)和設(shè)備的狀態(tài)多變。然而在每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，保證核安全的三大功能和支持功能必須無條件得到滿足，所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書對大修期間的每種標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)都給出了明確的定義，而且詳細(xì)的規(guī)定了在各種運(yùn)行狀態(tài)下為保證核安全三大功能（反應(yīng)性控制、冷卻、放射性物質(zhì)的包容）的所有必須可用的設(shè)備和系統(tǒng)，嚴(yán)格遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書是保證大修核安全的首要前提。在大修期間，嚴(yán)格執(zhí)行和遵守了DHP/SHP規(guī)程，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書就能夠得到了很好的遵守，否則，就可能偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的要求，核安全就無法得到保證。

[責(zé)任編輯：湯靜]