核電廠薄壁大直徑貯水容器負(fù)壓變形事件經(jīng)驗(yàn)反饋

焦 峰，趙丹妮，禇倩倩，楊未東，孫國(guó)臣

(1.環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082；2.國(guó)家核安全局核電安全監(jiān)管司，北京 100034)

核電廠薄壁大直徑貯水容器負(fù)壓變形事件經(jīng)驗(yàn)反饋

焦 峰1，趙丹妮1，禇倩倩1，楊未東1，孫國(guó)臣2，*

(1.環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082；2.國(guó)家核安全局核電安全監(jiān)管司，北京 100034)

核電廠薄壁大直徑貯水容器儲(chǔ)備了大量核電廠生產(chǎn)工藝用水，為各個(gè)相關(guān)系統(tǒng)提供水源或冷源，其中一些貯水容器是核電廠的安全功能的重要組成部分，貯水容器的水裝量及水質(zhì)對(duì)核電廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)核電廠近期發(fā)生了數(shù)起貯水容器負(fù)壓變形事件，這些事件多是由于水箱在排水過(guò)程中進(jìn)氣不足而產(chǎn)生負(fù)壓超出水箱設(shè)計(jì)承受能力，同時(shí)因?qū)λ涞呢?fù)壓保護(hù)失效，最終導(dǎo)致水箱局部變形。本文介紹了核電廠的主要貯水容器，分析了貯水容器負(fù)壓變形事件的原因，建議核電廠營(yíng)運(yùn)單位保證相關(guān)貯水容器負(fù)壓保護(hù)設(shè)施的設(shè)計(jì)、安裝正確，加強(qiáng)對(duì)貯水容器移交時(shí)呼吸閥/孔的檢查，減少呼吸閥/孔人為封堵的情況，防異物封堵呼吸閥/孔時(shí)使用通氣性好的材料，合理安排貯水容器排水工作，制定排水工作程序，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)信息的反饋。

薄壁大直徑貯水容器；負(fù)壓變形；經(jīng)驗(yàn)反饋

近期國(guó)內(nèi)某核電廠大修期間出現(xiàn)了輔助給水箱呼吸管線被防異物布袋封堵，在進(jìn)行輔助給水箱排水作業(yè)時(shí)，因進(jìn)氣能力不足，內(nèi)部負(fù)壓過(guò)大，導(dǎo)致輔助給水箱發(fā)生彈塑性變形的事件。通過(guò)對(duì)歷史相關(guān)事件的信息分析，發(fā)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)核電廠類似的貯水容器負(fù)壓變形事件曾多次發(fā)生。

一些核電廠貯水容器是核電廠安全功能的重要組成部分，貯水容器的水裝量及水質(zhì)對(duì)核電廠安全運(yùn)行至關(guān)重要[1-3]。此外，核電廠薄壁大直徑貯水容器受損變形后受場(chǎng)地、材料、焊接和探傷限制，維修處理難度較大。為了防止類似事件反復(fù)發(fā)生，本文分析了近年來(lái)貯水容器負(fù)壓變形事件及原因，總結(jié)了預(yù)防此類事件發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

1 核電廠主要薄壁大直徑貯水容器介紹

1.1 輔助給水箱

輔助給水箱是具有一定水質(zhì)要求的永久性貯水箱，二代改進(jìn)型核電機(jī)組的輔助給水箱位于核電廠連接廠房?jī)?nèi)，采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制的方式制造，設(shè)計(jì)承受安全停堆地震(Safe Shut down Earthquake,簡(jiǎn)稱SSE)。

輔助給水系統(tǒng)的主要功能是作為當(dāng)蒸汽發(fā)生器失去主給水供應(yīng)時(shí)的備用系統(tǒng)。輔助給水箱為輔助給水系統(tǒng)中的一個(gè)貯水裝置，內(nèi)裝有除鹽除氧水，水箱上部充有氮?dú)?，壓力保持在略高于大氣壓的水平，以防止空氣進(jìn)入導(dǎo)致水中含氧量增加。在所有運(yùn)行工況下，輔助給水箱都與輔助給水泵相連，構(gòu)成短期的水儲(chǔ)備量，供給蒸汽發(fā)生器。水箱用一只呼吸閥提供高壓保護(hù)和低壓保護(hù)，該呼吸閥既可以用于充灌水箱時(shí)背壓控制閥失效情況下進(jìn)行超壓保護(hù)，也可在水箱放水時(shí)氮?dú)鉁p壓閥失效的情況下進(jìn)行負(fù)壓保護(hù)。輔助給水箱具有薄壁、尺寸大、焊接接頭種類多、接管數(shù)量多等特點(diǎn)[4]。

輔助給水箱為大直徑-壁厚比立式儲(chǔ)液容器，由封頭、筒體、封底、筒體加強(qiáng)環(huán)、接管及梯子和平臺(tái)等附件組成。容器通過(guò)封底上的地腳螺栓固定在基礎(chǔ)地面上。輔助給水箱具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。筒體由五層(不同厚度的)筒體段焊接而成，由下至上筒體名義厚度分別為16 mm、12 mm、10 mm、8 mm、8 mm，筒體外徑為9700 mm。由下至上各層的高度分別為3000 mm、3000 mm、3000 mm、3000 mm 和2600 mm，水箱中部設(shè)加強(qiáng)環(huán)。輔助給水箱總?cè)莘e為1126 m3，液位標(biāo)高為14.52 m。容器筒體與封頭、封底材料為20HR-B(對(duì)應(yīng)RCC-M 中的P265GH)[5]。容器的主體材料力學(xué)性能參數(shù)見表1。

圖1 輔助給水箱結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of the ASG water tank

材料屈服強(qiáng)度Sy·MPa-1抗拉強(qiáng)度Su·MPa-1許用應(yīng)力S·MPa-120HR-B229.6410102.5

1.2 反應(yīng)堆換料腔和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)換料水箱

反應(yīng)堆換料腔和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)換料水箱(以下簡(jiǎn)稱換料水箱)在機(jī)組出現(xiàn)失水事故的情況下為反應(yīng)堆提供應(yīng)急水源。M310核電廠典型換料水箱的水位信號(hào)及對(duì)應(yīng)的水位定值和貯水量見表2。反應(yīng)堆換料時(shí)，換料水箱可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆水池的充水和排水[6]。二代改進(jìn)型核電機(jī)組的換料水箱貯水量可以滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故時(shí)安全注入和安全殼噴淋以及換料水池注水的需要。換料水箱四周用鋼筋混凝土墻包圍，該墻能在發(fā)生事故的情況下包容水箱的水。換料水箱頂部設(shè)有放氣管，其尺寸按疏水量設(shè)計(jì)，保證安全注入系統(tǒng)的兩臺(tái)高壓安注泵，二臺(tái)低壓安注泵，二臺(tái)安全殼噴淋循環(huán)泵同時(shí)工作時(shí)的用水需求。在水箱上部設(shè)有溢流管，其尺寸設(shè)計(jì)能排出一個(gè)反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)泵補(bǔ)水時(shí)的額定流量[7，8]。

表2 M310機(jī)組換料水箱主要參數(shù)

1.3 核島/常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)廠區(qū)貯存箱

對(duì)于二代改進(jìn)型核電機(jī)組，除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)出的除鹽水分別向核島除鹽水分配系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱SED)和常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱SER)供水。SED和SER的除鹽水箱內(nèi)設(shè)有水位傳感器做監(jiān)測(cè)和控制之用。水箱進(jìn)水管為鵝頸狀，鵝頸頂帶有真空破壞管。為了防止水箱超壓或出現(xiàn)真空，頂部設(shè)有放氣管。當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到高水位時(shí)，通過(guò)溢流管將水排至電廠污水系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱SEO)。除鹽水生產(chǎn)站設(shè)有防止除鹽水箱反向排空的保護(hù)裝置。除鹽水箱外壁刷油漆，內(nèi)壁刷符合要求的涂料[9]。SED/SER除鹽水箱主要參數(shù)見表3、表4。

表3 核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱主要參數(shù)

表4 常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱主要參數(shù)

1.4 硼回收系統(tǒng)中間貯存箱

二代改進(jìn)型核電機(jī)組的硼回收系統(tǒng)共有3個(gè)中間貯存箱，設(shè)備安全等級(jí)NC，質(zhì)保等級(jí)Q3，清潔度等級(jí)A1，結(jié)構(gòu)材料為不銹鋼，非抗震。3個(gè)中間貯存箱為兩個(gè)系列共用，能為一回路冷卻劑提供足夠的貯存容量。中間貯存箱用于貯存除氣裝置生產(chǎn)的脫氣廢水，以便蒸發(fā)裝置批量運(yùn)行，它也可以貯存硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)送來(lái)的需進(jìn)行蒸發(fā)再處理的補(bǔ)給水。必要時(shí)，可貯存核島除鹽水分配系統(tǒng)的除鹽水，再由蒸發(fā)裝置生產(chǎn)脫氣除鹽水。箱頂通過(guò)核島排氣疏水系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)含氧廢氣分離系統(tǒng)相連，保持負(fù)壓并連續(xù)更新箱內(nèi)氣體[10，11]。

表5 M310機(jī)組硼回收系統(tǒng)中間貯存箱主要參數(shù)

核電廠常見薄壁大直徑貯水容器直徑及有效容積比較見表6。

表6 M310核電廠常見薄壁大直徑貯水容器典型參數(shù)

2 國(guó)內(nèi)核電廠發(fā)生的貯水容器負(fù)壓變形事件

2.1 嶺澳核電廠常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SER401BA)排水導(dǎo)致水箱頂部嚴(yán)重凹陷變形

2004年9月嶺澳核電廠實(shí)施常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SER402BA)防腐施工。由于L0SER402BA內(nèi)部打磨產(chǎn)生粉塵污染其他水箱而導(dǎo)致水質(zhì)不合格，為避免再次污染，核電廠對(duì)常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SER401BA)、核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SED401/402BA)的頂部呼吸孔進(jìn)行了臨時(shí)封堵。10月24日，L0SER401BA進(jìn)行溢流和排水操作時(shí)，出現(xiàn)頂部嚴(yán)重凹陷變形。

事件造成L0SER401BA靠近YA廠房側(cè)上部圍板邊緣變形比較嚴(yán)重，焊縫有一個(gè)約200×10 mm不規(guī)則裂縫；另外水箱變形造成兩個(gè)控制液位計(jì)不可用，產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)；該事件可能影響機(jī)組供水和供水水質(zhì)，影響核電廠正常運(yùn)行。

事件主要原因：

(1)設(shè)備狀態(tài)變更未按核電廠程序流程進(jìn)行管理

在生產(chǎn)部化學(xué)環(huán)保處(簡(jiǎn)稱OPC)與技術(shù)部土建處(簡(jiǎn)稱TCW)雙方人員討論封堵常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱和核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SER401BA)呼吸孔時(shí)，都未認(rèn)識(shí)到這屬于臨時(shí)特殊裝置(Temporary Special Device,簡(jiǎn)稱TSD)的管理范疇，沒有執(zhí)行核電廠的TSD管理流程。

(2)風(fēng)險(xiǎn)分析不到位

為防止常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SER402BA)防腐工作影響水質(zhì)，在人為封堵了常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱和核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱的呼吸孔后，OPC人員認(rèn)為可以利用溢流管臨時(shí)兼作呼吸孔使用，但未考慮到若在溢流的同時(shí)水箱排水會(huì)使溢流管無(wú)法起到呼吸孔的功能。

(3)未編寫專門工作文件

由于風(fēng)險(xiǎn)分析不到位，OPC對(duì)呼吸孔封堵后可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響估計(jì)不足，沒有認(rèn)識(shí)到常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱液位很高的情況下可能造成溢流管淹沒，從而形成水封產(chǎn)生負(fù)壓的風(fēng)險(xiǎn)，因而沒有編寫專門的臨時(shí)運(yùn)行指令，也沒有對(duì)原排水指令進(jìn)行修改。

(4)核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SED401BA)發(fā)生局部輕微變形時(shí)未能查清原因

2004年10月4日，防腐施工人員發(fā)現(xiàn)核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(L0SED401BA)頂部有兩個(gè)部位有較輕下陷現(xiàn)象。化學(xué)人員確認(rèn)并在10月8日在科處內(nèi)匯報(bào)了情況，處長(zhǎng)要求進(jìn)行原因分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，但未能確認(rèn)形成真空是核島除鹽水分配系統(tǒng)水箱變形的原因。

(5)特殊高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)安排在周末

(6)防塵措施不完善

此次常規(guī)島除鹽水分配系統(tǒng)水箱(SER402BA)施工前期，采用頂部呼吸孔送風(fēng)，底部大功率風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排風(fēng)，風(fēng)管罩在水槽上排入大氣，整個(gè)施工附近區(qū)域較多粉塵。在發(fā)生水質(zhì)污染后，雙方討論改進(jìn)了通風(fēng)措施：將排風(fēng)管引入水中，施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域灰塵有一定改善。

2.2 秦山第二核電廠3號(hào)機(jī)組硼回收系統(tǒng)中間貯存箱(TEP004BA)變形

秦山第二核電廠3號(hào)機(jī)組中間貯存箱TEP002BA由聯(lián)營(yíng)公司設(shè)備處委托中國(guó)核工業(yè)第五建設(shè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱五公司)進(jìn)行制作，2008年4月18日，經(jīng)聯(lián)營(yíng)公司組織驗(yàn)收合格后交中國(guó)核工業(yè)二三建設(shè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱二三公司)進(jìn)行安裝。2010年3月3日，二三公司將硼回收系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱TEP)向調(diào)試處臨時(shí)移交，由調(diào)試處開展相關(guān)調(diào)試項(xiàng)目。

在TEP臨時(shí)移交后，由聯(lián)營(yíng)公司調(diào)試處執(zhí)行TP8TEP11規(guī)程。調(diào)試人員為了校驗(yàn)中間貯存箱液位通/斷信號(hào)(TEP306SN)的高液位報(bào)警信號(hào)(10.5 m)，用循環(huán)泵(TEP007PO)以100 t·h-1的流量從中間貯存箱(TEP002BA)向中間貯存箱(TEP004BA)充水。當(dāng)TEP004BA液位充至10.78 m(302MN顯示)，TEP306SN高液位報(bào)警未觸發(fā)，由調(diào)試處人員處理后報(bào)警觸發(fā)。

調(diào)試人員為了校驗(yàn)TEP306SN報(bào)警消失定值，將閥門TEP110VP/112VP打開一個(gè)小開度，將TEP004BA的水排向TEP002BA。當(dāng)TEP004BA的液位降至9.98 m關(guān)閉TEP110VP/112VP，但高液位報(bào)警未消失。經(jīng)分析以后判斷為TEP306SN故障或中間貯存箱液位測(cè)量信號(hào)(TEP302MN)不準(zhǔn)，故調(diào)試人員決定繼續(xù)排水重新校核TEP302MN，以便確認(rèn)故障的儀表。

調(diào)試人員開啟閥門TEP110VP/112VP，將水由TEP004BA排至TEP002BA。當(dāng)時(shí)TEP002BA液位2.45 m，TEP004BA液位9.98 m，TEP004BA在排水過(guò)程中垮塌。

事件發(fā)生后聯(lián)營(yíng)公司調(diào)試試驗(yàn)人員關(guān)閉了排水閥TEP112VP，并打開TEP277VA使TEP004BA對(duì)空。聯(lián)營(yíng)公司調(diào)試試驗(yàn)人員對(duì)TEP004BA進(jìn)行了排水操作，防止事件進(jìn)一步發(fā)展。事件造成中間貯存箱TEP004BA上部變形損壞，TEP004BA設(shè)備不可用，調(diào)試相關(guān)工作終止。

事件主要原因：

(1)二三公司、監(jiān)理公司在TEP004BA移交前檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)TEP004BA上部呼吸口被膠布封堵。

(2)二三公司將TEP向調(diào)試處臨時(shí)移交時(shí)，未拆除呼吸口上封堵的膠布，TEP004BA上部呼吸口被膠布封堵，排水時(shí)無(wú)法與大氣進(jìn)行換氣，喪失其功能。

(3)調(diào)試人員在進(jìn)行排水操作前檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)TEP004BA上部呼吸口被膠布封堵。

(4)TEP004BA溢流管口在約10.8 m位置，而溢流管下部出口在地坑底部被積水淹沒，在TEP004BA排水時(shí)溢流管內(nèi)形成了水封，無(wú)法替代完成呼吸功能。

(5)TEP004BA周圍腳手架搭設(shè)不完整，人員無(wú)法近距離對(duì)TEP004BA上部呼吸口等部位進(jìn)行檢查。

2.3 紅沿河核電廠2號(hào)機(jī)組輔助給水箱(2ASG001BA)負(fù)壓造成水箱變形

2013年3月1日，紅沿河核電廠2號(hào)機(jī)組輔助給水系統(tǒng)(2ASG)調(diào)試人員到2W272房間實(shí)施輔助給水箱(2ASG001BA)排水在線檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)2ASG001BA上半部外壁扭曲變形。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，下半部未見變形，上半部第3、4、5層板和頂蓋變形嚴(yán)重，最大凹陷位于水箱的東北方向，深度約有2 m，頂部向東北方向傾斜大約20°，部分管線及支架受拉變形。

事件發(fā)生后，電廠對(duì)2ASG狀態(tài)進(jìn)行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)連接2ASG001BA的對(duì)空管道(直徑為88.9 mm)末端被封頭焊死，連接在該管道上的呼吸閥(2ASG126VZ)應(yīng)調(diào)試要求尚未安裝，而是采用對(duì)空管代替，但安裝完成后的對(duì)空管道末端用堵頭進(jìn)行了封堵，導(dǎo)致2ASG001BA喪失了與大氣連通的主要通道。

事件主要原因：

(1)水箱在排水過(guò)程中進(jìn)氣不足產(chǎn)生的負(fù)壓超出了水箱設(shè)計(jì)承受能力，同時(shí)因?qū)λ湄?fù)壓的保護(hù)失效，導(dǎo)致水箱局部變形。

(2)紅沿河2號(hào)機(jī)施工圖與流程圖不一致，流程圖中管道應(yīng)連通大氣，施工圖中卻設(shè)計(jì)為焊接的堵頭，導(dǎo)致水箱頂部與大氣未有效連通。

這個(gè)事件是因設(shè)計(jì)變更缺陷發(fā)生的一起典型事件，事件暴露出設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)工作、對(duì)相關(guān)文件評(píng)估不充分的情況。

2.4 秦山第二核電廠2號(hào)機(jī)組輔助給水箱(2ASG001BA)失穩(wěn)癟塌事件

2016年2月12日，秦山第二核電廠2號(hào)機(jī)組進(jìn)行211大修，維修三處執(zhí)行輔助給水箱呼吸閥(2ASG126VZ)例行年檢工作，需要拆除該閥門并進(jìn)行防異物封堵，考慮到容器存在負(fù)壓失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，在拆除呼吸閥2ASG126VZ后未使用膠帶，而是使用了防異物布袋進(jìn)行封堵，以保持有一定通氣功能且不違反防異物管理要求。運(yùn)行人員隨后對(duì)輔助給水箱(2ASG001BA)進(jìn)行排水作業(yè)。

2ASG001BA從2月12日下午15:00開始疏水(從水箱底部疏水管道，靠自重排水)，持續(xù)到2月13日上午8:00，直到被發(fā)現(xiàn)失穩(wěn)癟塌后停止，水位從8.52 m降至5.81 m。

經(jīng)檢查，2ASG001BA水箱頂部1/3-2/3面積發(fā)生坍塌，其中一條拼接焊縫發(fā)生開裂，長(zhǎng)度約為20 cm-30 cm。水箱有三處發(fā)生內(nèi)癟，對(duì)應(yīng)在筒體上部第二拼接層，發(fā)生變形的總長(zhǎng)度為30%-40%周長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)標(biāo)高為9 m左右。

事件原因分析：

對(duì)整個(gè)輔助給水箱上部實(shí)施目視檢查，發(fā)現(xiàn)上封頭的局部及筒體側(cè)壁的局部存在不同程度變形；上封頭上接近頂部的變形鋼板的對(duì)接焊縫上存在1處貫穿性缺陷。變形呈不同程度凹癟狀，屬于薄壁容器因承受異常外部正壓載荷而發(fā)生屈曲的典型外貌特征；結(jié)合上述現(xiàn)場(chǎng)排水情況，判斷輔助給水箱殼體頂部局部機(jī)械變形的原因?yàn)楹粑y所在位置的進(jìn)氣能力不足，在容器排水過(guò)程容器內(nèi)部負(fù)壓程度逐漸增加，當(dāng)容器殼體承載達(dá)臨界載荷以上，發(fā)生彈塑性變形。

輔助給水箱排水透氣與水箱呼吸閥檢修兩項(xiàng)工作交叉進(jìn)行，水箱在排水時(shí)失去進(jìn)氣保護(hù)裝置。工作執(zhí)行文件中僅有正常呼吸閥檢修工作，無(wú)水箱排水透氣工作執(zhí)行文件。閥門檢修工作后，排水操作前，缺少對(duì)水箱透氣措施執(zhí)行情況的現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立檢查確認(rèn)。

現(xiàn)場(chǎng)工作人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行防異物管理規(guī)定，在電廠內(nèi)部規(guī)程中明確規(guī)定對(duì)于呼吸閥防異物需要用硬質(zhì)的鐵絲網(wǎng)，但是，工作人員使用了通氣性差的布袋，致使呼吸閥進(jìn)氣能力不足，輔助給水箱出現(xiàn)局部機(jī)械變形。

3 貯水容器負(fù)壓變形事件原因分析

國(guó)內(nèi)核電廠發(fā)生的四起薄壁大直徑貯水容器負(fù)壓變形事件總結(jié)見表7。

這四起事件均是在設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)，由于水箱在排水過(guò)程中進(jìn)氣不足而產(chǎn)生負(fù)壓超出水箱設(shè)計(jì)承受能力，同時(shí)因?qū)λ涞呢?fù)壓保護(hù)失效，最終導(dǎo)致水箱局部變形。部分核電廠存在呼吸閥/孔設(shè)計(jì)不當(dāng)、負(fù)壓保護(hù)管線被焊死或由于運(yùn)行/維修需要對(duì)其進(jìn)行了封堵。工作人員在設(shè)備移交時(shí)未發(fā)現(xiàn)負(fù)壓保護(hù)裝置存在缺陷，在執(zhí)行排水操作時(shí)也并未意識(shí)到負(fù)壓保護(hù)失效風(fēng)險(xiǎn)，未對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行排查。

表7 國(guó)內(nèi)核電廠貯水容器負(fù)壓變形事件統(tǒng)計(jì)

4 貯水容器負(fù)壓變形事件經(jīng)驗(yàn)反饋

薄壁大直徑貯水容器在排水過(guò)程中容易出現(xiàn)負(fù)壓變形的情況[12]，本文通過(guò)總結(jié)共性規(guī)律，建議核電廠營(yíng)運(yùn)單位從以下六個(gè)方面采取措施防止類似事件重復(fù)發(fā)生：

(1)保證相關(guān)貯水容器負(fù)壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)、安裝正確。對(duì)將貯水容器負(fù)壓保護(hù)的相關(guān)管線焊死、沒有呼吸閥/孔設(shè)計(jì)的情況進(jìn)行排查，加強(qiáng)相關(guān)設(shè)計(jì)過(guò)程控制及文件審查力度，確保設(shè)計(jì)文件的一致性和完整性。強(qiáng)化對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)變更的管理，確保原設(shè)計(jì)貯水容器負(fù)壓保護(hù)功能要求。

(2)加強(qiáng)對(duì)貯水容器移交時(shí)呼吸閥/孔的檢查。注意對(duì)貯水容器的呼吸閥/孔的檢查中由于位置等原因出現(xiàn)的漏檢或檢查不到位問(wèn)題，通過(guò)檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的封堵情況或設(shè)計(jì)缺陷，保證貯水容器通大氣保護(hù)功能有效。

(3)盡可能減少對(duì)呼吸閥/孔人為封堵的情況，如在運(yùn)行、維修中確實(shí)需要對(duì)呼吸閥/孔封堵，須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，使用通氣性好的材料(如鐵絲網(wǎng))，充分考慮對(duì)呼吸閥/孔封堵后可能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響，制定相關(guān)的臨時(shí)控制措施。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)封堵措施的管控，相關(guān)工作完成后須及時(shí)拆除封堵。

(4)合理安排貯水容器排水工作。在呼吸閥/孔檢修、封堵或未安裝到位期間，不安排貯水容器的排水工作，避免在貯水容器缺少負(fù)壓保護(hù)的情況下，工作交叉進(jìn)行引發(fā)貯水容器損壞的情況。此外，從以往事件的經(jīng)驗(yàn)可以看出，溢流管下部出口在排水時(shí)會(huì)被淹沒形成水封，無(wú)法起到呼吸孔的功能，因此應(yīng)慎重考慮溢流管兼作為負(fù)壓保護(hù)的臨時(shí)設(shè)施。

(5)制定完善的貯水容器排水工作程序，對(duì)工作人員在進(jìn)行貯水容器排水前的狀態(tài)檢查、排水速度控制等做出明確規(guī)定。

(6)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)信息的反饋，注重排查本電廠類似的貯水容器，若發(fā)現(xiàn)相關(guān)異常及時(shí)查明原因，切實(shí)落實(shí)相應(yīng)的糾正措施[13，14]。

5 總結(jié)

核電廠內(nèi)布置的貯水容器為各相關(guān)系統(tǒng)提供水源或冷源，其中一些貯水容器是核電廠安全功能的重要組成部分，貯水容器的水裝量及水質(zhì)對(duì)核電廠的安全運(yùn)行至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)核電廠發(fā)生了多起貯水容器排水過(guò)程中由于進(jìn)氣不足，水箱負(fù)壓超出其設(shè)計(jì)承受能力，最終導(dǎo)致水箱局部變形的事件。本文對(duì)這些貯水容器負(fù)壓變形事件進(jìn)行了分析，總結(jié)了類似事件中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。希望各核電廠營(yíng)運(yùn)單位及時(shí)吸取這些事件的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采取措施防止類似事件重發(fā)[15]。

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ExperienceFeedbackofWaterTankDeformationDuetoNegativePressureinNuclearPowerPlant

JIAO Feng1, ZHAO Danni1,CHU Qianqian1, YANG Weidong1,SUN Guochen2,*

(1.Nuclear and Radiation Safety Center, MEP, Beijing 100082, China；2.Nuclear Power Safety Regulation Department, MEP,Beijing 100034,CHina)

Thin wall large diameter water storage containers of nuclear power plant reserves lots of water, which provide water or cold source for the relevant system, some of the water storage containers are important part of the nuclear power plant safety functions, the water in the water storage container loading quantity and quality of the safe operation of nuclear power plants is very important. several water storage container pressure deformation events occurred recently in Chinese nuclear power plants. These water tank damage events were caused by the drainage process intake is insufficient and negative pressure beyond tank designed to withstand ability. At the same time, due to the negative pressure protection of water tank failure, eventually leading to the local deformation of the tank. Primary water storage containers of nuclear power plant are introduced in this paper, analysis the reason of negative pressure of a water storage container deformation events, and suggest that nuclear plants operators to ensure that relevant water storage container vacuum protection facilities design, are installed correctly, strengthening of water storage container transfer breathing valve / hole inspection, reduce the respiratory valve / hole plugged by human, use the material with good ventilation when the respiratory valve / hole plugged, reasonable arrangements for water storage container drainage work, develop drainage working procedure and reinforcing feedback to the relevant experience and information.

thin wall large diameter water storage container; negative pressure deformation; experience feedback

TL48

：C

：1672- 5360(2017)02- 0035- 07

2016- 08- 14

2016- 11- 23

國(guó)家科技重大專項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)：2011ZX06002-010

焦峰(1985—)，男，山西高平人，工程師，碩士,熱能工程專業(yè),現(xiàn)主要從事核電廠運(yùn)行事件和安全重要物項(xiàng)修改審評(píng)工作