核電廠再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的探討

李峰

【摘 要】機(jī)組運行至今，由于多種原因，造成過多次RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)事件，導(dǎo)致生活水進(jìn)入RCW系統(tǒng)影響RCW水質(zhì)等情況。本文旨在通過對2011年冬季模式運行期間RCW熱交換器模式切換，2011年一號機(jī)組大修期間，執(zhí)行1-7134-PSV508標(biāo)定安措以及早年的一些事件的回顧，從RCW溫度，壓力，裝量等角度分析探討下這些因素是如何觸發(fā)RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，以及相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯;溫度;壓力;裝量

中圖分類號： TM621文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）36-0270-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.128

Discussion on Emergency Refill Logic Trigger of Recirculating Cooling Water System in Nuclear Power Plant

LI Feng

（China nuclear power operation management co.， LTD.， Jiaxing Zhejiang 314300， China）

【Abstract】Because of the nuclear unit operation causing by a variety of reasons up to now the equipment operation， the emergency that makes up of RCW （Recirculated Cooling Water） triggers event leads life water to enter the RCW system and affects the RCW water quality， etc. This paper aims to analyze and explode how to trigger the RCW emergency logic repairing system under these factors， and the corresponding solutions， by RCW heat exchangers during winter mode switch and 1 unit overhaul in 2011， which performed a 1-7134-PSV508 calibration measure as well as the events of early review from RCW temperature， pressure， inventory and other aspects.

【Key words】The emergency made up of RCW; Temperature; Pressure; Inventory

1 系統(tǒng)及基本背景情況介紹

再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（RCW系統(tǒng)）是一個封閉的除鹽水冷卻系統(tǒng)，用來向核島廠房、服務(wù)廠房和汽輪機(jī)廠房中由于水質(zhì)或高壓要求而不適合用海水來冷卻的用戶供水，對設(shè)備進(jìn)行冷卻。從電站設(shè)備吸收的熱量通過RCW熱交換器傳遞給重要海水冷卻水系統(tǒng)（RSW 系統(tǒng)），并最終釋放到大海之中。

正常補(bǔ)水：高位水箱有兩路補(bǔ)水，一路為除鹽水，補(bǔ)水能力為3.17L/s;另一路為備用生活水，補(bǔ)水能力也為3.17L/s。這兩路補(bǔ)水都是直接補(bǔ)入高位水箱，然后依靠重力通過水箱底部的管道補(bǔ)入RCW泵入口母管。當(dāng)RCW高位水箱液位降至575mm，且高位水箱除鹽水補(bǔ)給閥67134-LCV4202#1或67134-LCV4202#2都處于全開位時，自動開啟高位水箱生活水補(bǔ)給閥67134-PV4201，用生活水向高位水箱以189L/min的流量補(bǔ)水。

應(yīng)急補(bǔ)水：在應(yīng)急情況下，如膨脹節(jié)破裂等，高位水箱液位快速下降，當(dāng)液位降至450mm時，相對應(yīng)的液位開關(guān)自動觸發(fā)啟動生活水泵7151-P4001或7151-P4002，然后自動打開RCW生活水應(yīng)急補(bǔ)水閥67134-PV4204，將生活水以1818L/min的流量直接注入RCW泵入口總管，以維持系統(tǒng)壓力。

當(dāng)自RCW高位水箱至RCW系統(tǒng)的補(bǔ)水流量超過4.1L/s時，10s延時后，RCW生活水應(yīng)急補(bǔ)水閥67134-PV4204也將自動打開，向RCW泵入口總管補(bǔ)水。

如因補(bǔ)水流量大觸發(fā)的應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，當(dāng)RCW高位水箱水位高于1900mm后，可通過主控室控制手柄（67134-HS8204）復(fù)位應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，關(guān)閉7134-PV4204;如因RCW高位水箱水位低觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，當(dāng)高位水箱水位高于1900mm時，應(yīng)急補(bǔ)水邏輯自動復(fù)位，關(guān)閉7134-PV4204。

2 RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的事件

2.1 RCW熱交換器切換過程

2009年2月24日、2011年3月2日、2011年3月13日，機(jī)組處于單臺RCW熱交換器換熱模式，在進(jìn)行半側(cè)RCW熱交換器的切換時，在執(zhí)行規(guī)程第15步將RCW熱交換器B的RCW側(cè)投運過程中，均出現(xiàn)RCW補(bǔ)水流量上升至觸發(fā)RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯，導(dǎo)致生活水注入RCW系統(tǒng)。

2.2 ECC泵啟停時RCW壓力和補(bǔ)水流量發(fā)生波動的分析

2003年9月21日，2號機(jī)組運行人員在執(zhí)行規(guī)程時發(fā)現(xiàn)：停運1號ECC泵時，造成RCW系統(tǒng)補(bǔ)水流量高，系統(tǒng)壓力下降到約630kPa，之后恢復(fù)正常。

當(dāng)ECC泵啟動時，RCW側(cè)的壓力短時上升，補(bǔ)水流量無明顯變化。

ECC泵運行期間，RCW側(cè)的壓力和補(bǔ)水流量與ECC泵啟動前的數(shù)據(jù)對比，無明顯變化。

當(dāng)ECC泵停轉(zhuǎn)時，RCW側(cè)的壓力短時下降，補(bǔ)水流量短時出現(xiàn)上升尖峰。

3 應(yīng)急補(bǔ)水邏輯觸發(fā)的后果

（1）應(yīng)急補(bǔ)水后，導(dǎo)致生活水注入RCW系統(tǒng)，引起系統(tǒng)水質(zhì)下降，增加了系統(tǒng)管道、閥門腐蝕風(fēng)險，并增加了凈化成本。

（2）在應(yīng)急補(bǔ)水后，化學(xué)需要取樣分析RCW水質(zhì)，如果水質(zhì)不合格，將需要執(zhí)行動態(tài)換水。而每次動態(tài)換水時，一方面往往會持續(xù)很長時間，將耗費大量除鹽水，需要化學(xué)配置大量相關(guān)藥品，還需要大量的人力資源;另一方面，在執(zhí)行動態(tài)換水時，由于有一定流量的疏水，而1號機(jī)組目前在正常運行期間，RCW補(bǔ)水流量就偏高（1號機(jī)組在1L/S左右，2號機(jī)組為0.2L/S左右），這就增加了再次觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水的風(fēng)險，減少了維持系統(tǒng)不觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水的裕度（此時的裕度=4.1L/s-1L/S（1號機(jī)組）-動態(tài)換水時的疏水流量），如果此時再發(fā)生RCW系統(tǒng)的破口導(dǎo)致泄露從而觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水，會導(dǎo)致惡性循環(huán)。

（3）導(dǎo)致RCW系統(tǒng)部分區(qū)域水溫和壓力的擾動，引起相關(guān)設(shè)備的運行工況變化。

（4）如果應(yīng)急補(bǔ)水不動作，有可能由于補(bǔ)水跟不上，造成RCW系統(tǒng)低壓力，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)或機(jī)組瞬態(tài)。

4 解決方案

（1）對于系統(tǒng)正常切換過程中應(yīng)急補(bǔ)水動作的發(fā)生，應(yīng)該從兩個方面的原則來考慮：一是盡量降低應(yīng)急補(bǔ)水觸發(fā)的可能性;二是考慮一旦動作發(fā)生，如何采取措施以削弱應(yīng)急補(bǔ)水動作后的影響。

對于正常切換過程中引起應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)，可以采取以下兩種方法。

第一種方法：利用第四臺熱交換器過渡的方法。利用RCW熱交換器 D （兩側(cè)隔離）進(jìn)行過渡，使B/C/D三臺熱交換器在切換的過程中均為單側(cè)運行，以避免RSW與RCW的直接接觸從而導(dǎo)致溫度驟降對RCW裝量的影響。

優(yōu)點：能避免觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水動作的再次發(fā)生。

弊端：如果當(dāng)RCW熱交換器 D 處于檢修、隔離等無法利用的狀態(tài)時，將無法進(jìn)行該項操作，從而影響RCW熱交換器的正常保養(yǎng)（正常時，按規(guī)程每31天需要按順序切換各熱交換器的運行模式，以盡量減少管道的腐蝕）。

第二種方法：通過手動操作進(jìn)出口電動閥減緩換熱流量的方法。原理：由于RCW流量很大，而RCW熱交換器的RCW側(cè)進(jìn)/出口電動閥動作很快，這就使得切換過程中，兩者的接觸換熱流量很大。如果采用手動操作RCW側(cè)進(jìn)/出口電動閥，將會減緩換熱速度，使RCW的溫度和體積不會產(chǎn)生驟變，僅依靠正常高位水箱補(bǔ)水即可完成切換。

優(yōu)點：減緩換熱速度，減小換熱流量，使切換更平穩(wěn)，從而減緩RCW體積驟變，避免應(yīng)急補(bǔ)水動作。

弊端：RCW側(cè)進(jìn)/出口電動閥的手動操作非常辛苦，要求較大和較多的人力。

（2）對于執(zhí)行安措進(jìn)行RCW負(fù)荷充水排氣或者疏水操作時候，尤其是該工作有兩組及兩組以上人員合作完成時候需要在工前會上指定專人對整個操作過程進(jìn)行指揮、協(xié)調(diào)，并建立有效的溝通。主控室操縱員根據(jù)流程圖對執(zhí)行人員說明工作任務(wù)，并使用流程圖標(biāo)明邊界。按照要求使用“操作任務(wù)單”，讓工作人員按照標(biāo)準(zhǔn)流程對風(fēng)險進(jìn)行考慮并商討注意事項，有效降低知識經(jīng)驗不足帶來的風(fēng)險。

對于執(zhí)行ECC泵及相關(guān)試驗期間的操作，利用好防人因工具，操作一步，確認(rèn)一步。

（3）針對目前高位水箱補(bǔ)水管道上存在的節(jié)流孔板導(dǎo)致補(bǔ)水能力不足，是否可以通過增加節(jié)流孔板通流能力來實現(xiàn)高位水箱較強(qiáng)的補(bǔ)水能力，也可以補(bǔ)償由于1號機(jī)組日常運行較高的補(bǔ)水流量（1L/S）導(dǎo)致冗余度下降的情況。

優(yōu)點：增強(qiáng)高位水箱補(bǔ)水能力，提高應(yīng)急補(bǔ)水設(shè)定值?？梢允沟蒙倭康难b量損失不會觸發(fā)應(yīng)急補(bǔ)水邏輯。

難點：針對節(jié)流孔板通流能力的技術(shù)改造有較大的難度，同時改造完后對于新的應(yīng)急補(bǔ)水邏輯設(shè)定值的確定需要經(jīng)過長時間的驗證難度較大。

（4）改善一號機(jī)組目前RCW水質(zhì)，較少日常動態(tài)換水情況。例如增加在線精處理。

優(yōu)點：盡量避免RCW系統(tǒng)的動態(tài)換水，節(jié)約大量成本。

難點：因為RCW系統(tǒng)的重要性，對于增加的精處理裝置對系統(tǒng)通流能力的影響，流過精處理裝置的合適比例，處理水質(zhì)能力等仍需經(jīng)過詳細(xì)和長期的論證，同時需要運行、化學(xué)、技術(shù)、工程等各方面人員的配合，短期內(nèi)可能無法解決。

5 結(jié)論

通過以上事例可以看出，正常運行的RCW水溫出現(xiàn)較大幅度的下降時候會導(dǎo)致RCW裝量收縮，進(jìn)而引起RCW壓力降低，達(dá)到應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)。還可以看到，在執(zhí)行RCW系統(tǒng)負(fù)荷的操作時候，由于超過預(yù)期的閥門開啟（包括安措的實施，以及試驗）也會導(dǎo)致系統(tǒng)裝量的損失最終同樣導(dǎo)致了RCW應(yīng)急補(bǔ)水邏輯的觸發(fā)。還有，由于系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)局限，導(dǎo)致在執(zhí)行ECC泵啟動過程中，ECC的壓力變化傳導(dǎo)到RCW系統(tǒng)的事件，已經(jīng)通過改進(jìn)程序來實現(xiàn)。

由于RCW系統(tǒng)作為電廠熱阱之一，具有十分重要的作用，因此我們對RCW系統(tǒng)的任何操作都需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，以期對它的水質(zhì)、壓力、溫度、裝量等等產(chǎn)生最小的擾動，從而避免任何可能對機(jī)組安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生的操作風(fēng)險。同時，對每一個系統(tǒng)改造、規(guī)程修改等等也需要進(jìn)行充分的論證，引導(dǎo)RCW系統(tǒng)運行朝著更加穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)的方向進(jìn)行，以保證機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行。

由于本人水平有限，成文倉促，文中難免有疏漏和不足之處，懇請各位評委批評指正。

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