核電廠一回路水位測(cè)量原理及排水過(guò)程中測(cè)量偏差分析與處理

王朝鵬

【摘 要】論文重點(diǎn)介紹了一回路水位測(cè)量原理，并對(duì)一回路水位計(jì)在卸壓排水期間產(chǎn)生測(cè)量偏差的原因進(jìn)行分析，提出了解決一回路水位計(jì)在卸壓排水期間出現(xiàn)較大偏差的改進(jìn)措施和處理預(yù)案。

【Abstract】This paper mainly introduces the principle of water level measuring of the primary loop， analyzes the reasons for the deviation of water level meter during pressure relief and drainage， and puts forward the improvement measures and treatment plans to solve the deviation of water level meter during pressure relief and drainage.

【關(guān)鍵詞】一回路水位測(cè)量;偏差;措施;優(yōu)化

【Keywords】water level measuring of the primary loop; deviation; measures; optimization

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM623.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）12-0179-02

1 引言

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的主要功能是使冷卻劑循環(huán)流動(dòng)，將堆芯中核裂變產(chǎn)生的熱量通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳輸給二回路，同時(shí)冷卻堆芯，防止燃料元件燒毀或毀壞，一回路水位計(jì)是檢測(cè)一回路冷卻水裝量的重要儀表。

2 一回路水位測(cè)量原理

在正常運(yùn)行工況下，壓力容器和冷卻劑管道均充滿水，整個(gè)RCP系統(tǒng)中只有穩(wěn)壓器上部存在蒸汽空間，因此，一回路水位等同于穩(wěn)壓器水位，由差壓傳感器007/008/011MN測(cè)量穩(wěn)壓器水位（見(jiàn)圖1）。

采用098/012/090/091MN測(cè)量卸壓模式下一回路水位，4臺(tái)差壓傳感器量程相互重合，測(cè)量不同階段水位，保證了卸壓期間主控室操縱員能在一回路充排水期間連續(xù)監(jiān)測(cè)從穩(wěn)壓器頂部至主管道底部的水位，用以跟蹤充排水過(guò)程中反應(yīng)堆水池和穩(wěn)壓器波動(dòng)管線水位的變化，同時(shí)也保證了穩(wěn)壓器水位測(cè)量的部分冗余度（見(jiàn)圖2）。

3 問(wèn)題描述

采用多臺(tái)不同量程的液位變送器來(lái)測(cè)量一回路水位，由于儀表特性、測(cè)量管線布置及測(cè)量對(duì)象不完全相同，在卸壓排水期間這些儀表經(jīng)常出現(xiàn)偏差甚至不可用，從而影響到大修排水工作的正常進(jìn)行，耽誤關(guān)鍵路徑時(shí)間。

4 一回路水位計(jì)排水時(shí)不一致的原因分析

4.1 變送器測(cè)量不準(zhǔn)

①098MN不準(zhǔn)。穩(wěn)壓器汽腔建立時(shí)執(zhí)行007/008/011/012MN的交叉比較，以確定012MN的可用性。012MN的可用性保證了在隨后的排水過(guò)程中，012MN與098MN進(jìn)行比較，以確定一致性，必要時(shí)檢查校驗(yàn)098MN。 ②090MN不準(zhǔn)。堆芯水位測(cè)量實(shí)際上有兩個(gè)完全一樣的差壓變送器090/091MN，設(shè)計(jì)上是為了在事故情況下監(jiān)測(cè)堆芯水位，可靠性非常高，出現(xiàn)故障的可能性很小。

4.2 管道堵塞

卸壓工況12/98/90MN測(cè)量原理如下圖所示。此時(shí)，壓力容器上方與穩(wěn)壓器上方連通，090/098MN水位指示具有可比性。此時(shí)，不同的管段出現(xiàn)堵塞，對(duì)090MN指示來(lái)說(shuō)，會(huì)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象。為便于問(wèn)題說(shuō)明將管段分為如圖所示的三段：AB、BC、BD，下面針對(duì)這三段分別進(jìn)行分析。

①BD段堵塞。在BD段堵塞，其他管段正常的情況下，壓力殼上方與穩(wěn)壓器上方連通并對(duì)大氣，此時(shí)，壓力容器可正常排水，090MN負(fù)壓側(cè)膜盒所受的氣壓不等于壓力殼上方的氣壓，變送器的輸出仍然會(huì)隨著水位發(fā)生變化，但其輸出與實(shí)際水位存在一個(gè)固定的偏差，將090MN置于卸壓開(kāi)蓋模式后，090MN的指示等于實(shí)際水位。②BC段堵塞。壓力容器在排水前處于滿水狀態(tài)，當(dāng)開(kāi)始排水時(shí)，由于BC段的堵塞，壓力殼上方屬于一個(gè)密閉的環(huán)境，排水的過(guò)程就相當(dāng)于一個(gè)抽真空的過(guò)程。排水到一定的程度時(shí)，壓力殼內(nèi)的水將不再排出，維持水位一定，此時(shí)，壓力殼上方與穩(wěn)壓器上方?jīng)]有連通，098MN并不能反應(yīng)壓力殼內(nèi)的水位。在繼續(xù)排水過(guò)程中，090MN水位指示將維持不變，098MN反映的僅是穩(wěn)壓器內(nèi)的水位。此時(shí)，如果將090MN置于卸壓開(kāi)蓋模式，因?yàn)锽C段堵塞，大氣壓仍不能通過(guò)DBC進(jìn)入壓力殼內(nèi)，因此，BC段堵塞將造成壓力殼內(nèi)的水不能排出，090MN輸出維持不變，090MN輸出反映穩(wěn)壓器水位。③AB段堵塞。其現(xiàn)象基本與BC段堵塞相同，唯一不同的是，大氣壓通過(guò)DBC段管道進(jìn)入壓力殼，壓力殼內(nèi)的水可以在重力作用下排出，此時(shí)，090MN的輸出將會(huì)隨著水位的變化而變化。AB段堵塞將造成壓力殼內(nèi)的水不能排出，090MN輸出維持不變，將090MN置于卸壓開(kāi)蓋模式后，壓力殼內(nèi)的水可以正常排出，090MN輸出隨水位變化而變化。

4.3 壓力容器與穩(wěn)壓器上部壓力不完全相等

一回路排水過(guò)程，090MN測(cè)量正常時(shí)，098MN出現(xiàn)偏差的原因?yàn)閴毫θ萜髋艢夤芫€排氣能力有限。反應(yīng)堆壓力容器直徑與穩(wěn)壓器脈沖管線直徑相差近10倍。所以當(dāng)水位進(jìn)入090MN量程后，如果排水速度過(guò)快，將導(dǎo)致098MN下降較快，090MN下降較慢。在充排水過(guò)程，穩(wěn)壓器通過(guò)人孔通大氣，098MN變化正常;壓力容器通過(guò)排氣管線通大氣，受管線進(jìn)排氣能力的影響，將導(dǎo)致在充排水過(guò)程090MN變化較慢。

5 問(wèn)題處理

5.1 偏差標(biāo)準(zhǔn)的制定

結(jié)合通道誤差，綜合測(cè)量誤差、系統(tǒng)誤差及環(huán)境溫度等因素，在保證安全的前提下，水位計(jì)相應(yīng)偏差12/98（20cm調(diào)查25cm不可用），090/098MN（20cm調(diào)查25cm不可用），090/091MN（15.6cm調(diào)查25.8cm不可用）。

5.2 一回路排水操作措施優(yōu)化

排水前吹掃連通軟管;現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)連接壓力容器排氣軟管拉直、暢通，無(wú)向下彎曲;排水至19.3m左右，比較098/012MN一致性，若偏差大于20cm則調(diào)查原因;壓力容器排氣管線在線前確保098MN不能低于12m;在一回路動(dòng)態(tài)排水過(guò)程，以090/098MN低者控制一回路水位，當(dāng)兩者偏差大于1m時(shí)，停止排水，偏差回到1m以內(nèi)再進(jìn)行排水;當(dāng)098/090MN偏差接近50cm時(shí)，將排水流量逐步減小，直至098/090MN同步下降，減小二者偏差。

5.3 異常處理預(yù)案

①098/012MN顯示偏差大：查詢歷史校驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢查偏差原因是否與校驗(yàn)結(jié)果有關(guān);查詢007/008/011MN與012MN的比較數(shù)據(jù)，判斷098/012MN指示的準(zhǔn)確性;必要時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。②090/091MN進(jìn)入量程后指示不變：部分積水進(jìn)入排氣軟管AB段（見(jiàn)圖3）形成水封，導(dǎo)致排水過(guò)程中090MN指示不變化，必要時(shí)使用壓縮空氣對(duì)排氣軟管進(jìn)行吹掃。③090/091MN指示比098MN大：當(dāng)采用投入抽負(fù)壓的在線方式時(shí)，會(huì)將壓力容器大蓋頂部大氣抽成負(fù)壓，將導(dǎo)致090/091MN測(cè)量值偏大，此時(shí)可建議停負(fù)壓風(fēng)機(jī)，驗(yàn)證偏差是否會(huì)減小。④098MN指示比090/091MN大，如果與此同時(shí)012MN的指示大于-6m，則可判斷是098/012MN的共用參考液柱冷凝罐內(nèi)缺水所致，應(yīng)與相關(guān)人員討論影響及風(fēng)險(xiǎn)必要時(shí)選擇窗口對(duì)冷凝罐進(jìn)行充水。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上偏差標(biāo)準(zhǔn)以及異常響應(yīng)預(yù)案的制定，我們?cè)跈C(jī)組充排水過(guò)程中密切關(guān)注一回路水位計(jì)的響應(yīng)情況，多輪大修中沒(méi)有發(fā)生過(guò)因?yàn)橐换芈匪挥?jì)的偏差大造成大修關(guān)鍵路徑延誤的現(xiàn)象，保證了機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。