某核電廠主蒸汽系統(tǒng)差異分析

劉慧杰 任旭東 劉本帥 龔帥 成都

摘 ? 要：核電廠主蒸汽系統(tǒng)主要用于蒸汽輸送，用于排除由反應堆產(chǎn)生的熱量。華龍一號是基于我國30余年核電科研、設計、建造、調(diào)試和運行經(jīng)驗，充分借鑒國際三代核電技術先進理念，吸收福島核事故經(jīng)驗反饋，采用國際最高安全標準，具有完全自主知識產(chǎn)權的三代壓水堆核電堆型，隨著核電技術的不斷發(fā)展，主蒸汽系統(tǒng)也隨之發(fā)展，通過對主蒸汽系統(tǒng)差異進行分析，包括系統(tǒng)功能差異、設計基準差異、系統(tǒng)差異、主要設備差異等可以更好地掌握不同堆型的主蒸汽系統(tǒng)的相關技術資料，為廣大核電人員提供良好的理論知識，以便更好地開展相關工作。

關鍵詞：華龍一號 ?主蒸汽系統(tǒng) ?差異

中圖分類號：TK124 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（a）-0092-02

核電廠主蒸汽系統(tǒng)用于將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽輸送到汽輪機蒸汽和輸水系統(tǒng)、汽輪機軸封系統(tǒng)、汽水分離再熱器系統(tǒng)、蒸汽向凝汽器排放系統(tǒng)、蒸汽向大氣排放系統(tǒng)、輔助給水泵汽輪機、輔助蒸汽系統(tǒng)和汽輪機主汽門等。本系統(tǒng)還與主給水流量控制系統(tǒng)，啟動給水系統(tǒng)和輔助給水系統(tǒng)一起，用于在電廠正常運行工況、緊急工況和事故工況下排出由反應堆產(chǎn)生的熱量。另外，主蒸汽系統(tǒng)流量和壓力測量信號用于觸發(fā)反應堆停堆，安注和蒸汽管線隔離等信號。

核電廠主蒸汽系統(tǒng)常規(guī)島部分不按核安全功能分級，但是為了防止電氣廠房受非核安全分級的主蒸汽管道破裂的影響而設有管道防甩裝置。主蒸汽疏水系統(tǒng)從主蒸汽系統(tǒng)排出冷凝水，常規(guī)島中設有回收核島來的疏水管路的疏水的設備，回收的清潔疏水通過凝汽器返回主給水系統(tǒng)，或是排到常規(guī)島廢液收集系統(tǒng)。

1 ?總體差異

1.1 系統(tǒng)功能差異

1.1.1 核島部分安全功能

主蒸汽系統(tǒng)與給水流量控制系統(tǒng)、啟動給水系統(tǒng)和輔助給水系統(tǒng)一起，用于在電廠正常運行工況、緊急工況和事故工況下排出由反應堆產(chǎn)生的熱量。

主蒸汽隔離閥設計用來在單一故障的假設下，當在安全殼內(nèi)的或在徑向限位器下游的蒸汽管線破裂后，把失控的蒸汽排放限制到不超過一臺蒸汽發(fā)生器的水裝量。

TSM測量通道的信號用于引發(fā)反應堆停堆、安全注入和蒸汽管線隔離等信號。

1.1.2 常規(guī)島部分安全功能

常規(guī)島主蒸汽系統(tǒng)不按核安全功能分級。但是，為防止電氣廠房受非核安全分級的主 蒸汽管道破裂的影響而設有管道防甩裝置。

分析：M310機組和華龍一號機組的主蒸汽系統(tǒng)在主要功能上主要存在主蒸汽接口系統(tǒng)上：M310機組存在主蒸汽向蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和主給水除氧器系統(tǒng)供汽管線;華龍一號機組取消主蒸汽向蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和主給水除氧器系統(tǒng)供汽管線，更改為向輔助蒸汽系統(tǒng)供氣管線。

1.2 設計基準差異

（1）設計基準華龍一號機組以《ACP1000核島主要系統(tǒng)設計準則》為標準，而M310機組以《RCC-P法國90萬千瓦壓水堆核電廠系統(tǒng)設計和建造規(guī)則》為標準;

（2）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)在蒸汽發(fā)生器出口蒸汽管道上設置了“主蒸汽管道局部泄漏監(jiān)測”設備，而M310機組無此設備;

（3）M310機組存在主蒸汽向蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和主給水除氧器系統(tǒng)供汽管線;華龍一號機組取消主蒸汽向蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和主給水除氧器系統(tǒng)供汽管線，更改為向輔助蒸汽系統(tǒng)供氣管線。

（4）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽安全閥本體存在相關排氣管線，設有疏水漏斗，而M310無相關疏水漏斗;

（5）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥對應兩臺氣動泵，相關動力管線上有很多隔離閥，而M310機組每臺主蒸汽隔離閥對應一臺氣動泵，并且在相關動力管線上無隔離閥;

（6）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)在蒸汽發(fā)生器出口每條母管上增設一條蒸汽流向PRS（二次側非能動預熱排除系統(tǒng)）管線;

（7）因華龍一號機組與M310機組設計差異，造成主蒸汽系統(tǒng)重要參數(shù)存在一定的差別。

1.3 系統(tǒng)差異

1.3.1 系統(tǒng)布置差異

華龍一號機組與M310機組系統(tǒng)布置無差異，因設計差異存在標高差異。

1.3.2 系統(tǒng)流程差異

華龍一號機組和M310機組主蒸汽系統(tǒng)在流程上的差異主要在于華龍一號不存在蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，而M310存在蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，M310機組主蒸汽通過蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在傳輸?shù)捷o助蒸汽系統(tǒng)。華龍一號機組除氧器所用蒸汽來源于輔助蒸汽系統(tǒng)，而M310機組除氧器所用蒸汽來源于主蒸汽系統(tǒng)。

1.4 主要設備差異

1.4.1 主蒸汽管道局部泄漏監(jiān)測設備差異

華龍一號機組相對于M310機組新增設了26個聲發(fā)射探頭，采用LBB技術的監(jiān)測手段，有如下要求 ：

至少有兩種不同的泄漏測量方式;

至少一種滿足抗震要求;

儀表最小可探測泄漏率為0.25gpm（0.95L/min）

儀表系統(tǒng)響應時間小于1h。

主蒸汽管道聲發(fā)射泄漏監(jiān)測系統(tǒng)介紹：

布置在主蒸汽管道保溫層外的26個聲發(fā)射探頭通過焊接在管道上的波導桿監(jiān)測管道是否發(fā)生泄漏，聲發(fā)射信號送到聲發(fā)射放大器進行信號放大，再通過同軸電纜將信號進行遠距離傳輸?shù)较鄳块g，26個聲發(fā)射信號由聲發(fā)射采集卡進行數(shù)據(jù)采集后，在聲發(fā)射處理機柜進行數(shù)據(jù)的分析處理。當儀表故障或觸發(fā)泄漏報警時，機柜通過DO輸出端口將信號送到DCS，并在主控室進行報警。

分析：華龍一號機組對主蒸汽母管泄露的監(jiān)測更加完善。

1.4.2 主蒸汽管道蒸汽流量表和壓力表差異

（1）華龍一號主蒸汽系統(tǒng)在每條主蒸汽管道有4個蒸汽流量表（共12個），而M310機組在每條主蒸汽管道有2個蒸汽流量表（共6個）。

（2）華龍一號主蒸汽系統(tǒng)在每條主蒸汽管道有4個蒸汽壓力表（共12個），而M310機組在每條主蒸汽管道有3個蒸汽壓力表（共9個）。

分析：華龍一號機組對主蒸汽管道蒸汽流量和壓力的監(jiān)測更加完善，減少因儀表問題失誤風險，有利于機組的安全運行。

1.4.3 主蒸汽隔離閥差異

華龍一號機組主蒸汽隔離閥是采用中核蘇閥與CURTISS-WRIGHT共同研發(fā)的雙楔塊平行雙閘板結構，M310機組主蒸汽隔離閥是采用FLOWSERVE的楔形雙閘板閘閥。其設備結構主要差異如下：

（1）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥沒整體結構，即執(zhí)行機構組件為一整體，無外接設備;M310機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥的氣動泵與執(zhí)行機構不是統(tǒng)一整體;

（2）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥對應兩臺氣動泵，相關動力管線上有9個隔離閥及壓力測點，而M310機組每臺主蒸汽隔離閥對應一臺氣動泵，并且在相關動力管線上只有一個隔離閥及壓力測點;

（3）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥只有一條慢關管線，并且慢關管線還設有一條旁路管線，慢關管線是獨立的一條泄油管線;M310機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥存在兩條慢關管線，并且慢關管線中需要快關電磁閥配合，慢關管線并不是一條獨立的泄油管線;

（4）華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥有兩條快關管線，快關管線還設是獨立的一條泄油管線;M310機組主蒸汽系統(tǒng)每臺主蒸汽隔離閥存在兩條快關管線，快關管線并不是一條獨立的泄油管線。

2 ?結語

核電廠主蒸汽系統(tǒng)作為主蒸汽的主要傳送系統(tǒng)，通過分析對比兩種堆型的系統(tǒng)差異，可以更好地使大家全面了解華龍一號機組主蒸汽系統(tǒng)，同時能夠避免安裝調(diào)試運行過程中可能出現(xiàn)的經(jīng)驗主義錯誤，以便能夠保質(zhì)保量地完成華龍一號機組建設。

參考文獻

[1] 李嫦月.主蒸汽系統(tǒng)手冊第2-5章[Z].中國核工程有限公司，2010-9.

[2] 王佳明.百萬千瓦級先進壓水堆核電機組（ACP1000）主蒸汽系統(tǒng)手冊第2-5章[Z].中國核工程有限公司，2018-09.