某核電機(jī)組熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目完整性研究

謝毅暉　關(guān)晉濤

摘? 要：熱態(tài)功能試驗(yàn)是機(jī)組進(jìn)入裝料和帶核調(diào)試之前的一次彩排，涉及眾多試驗(yàn)項(xiàng)目，完整的試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)核電廠調(diào)試、安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，對(duì)熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目的完整性進(jìn)行研究非常重要。在完整的試驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開(kāi)展試驗(yàn)項(xiàng)目邏輯的優(yōu)化工作，縮短熱試工期，提高安全性。

關(guān)鍵詞：試驗(yàn)項(xiàng)目;熱態(tài)功能試驗(yàn);完整性研究

中圖分類號(hào)：TM623.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）31-0011-04

Abstract： Thermal function test is a rehearsal before the unit enters into loading and nuclear commissioning， which involves many test items. The complete test project is of great significance to the commissioning， safe and stable operation of the nuclear power plant. It is very important to study the integrity of the hot function test project. On the basis of the complete test project， the logic optimization of the test project can be further carried out， the thermal trial period can be shortened and the safety can be improved.

Keywords： test project; thermal function test; integrity study

1 概述

某核電機(jī)組是在引進(jìn)、消化、吸收、全面掌握AP1000非能動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)再創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、功率更大的非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組。其設(shè)計(jì)壽命為60年，單機(jī)容量153.4萬(wàn)千瓦。

調(diào)試作為建安向機(jī)組運(yùn)行的過(guò)渡階段，是核電生命周期的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)核電廠并網(wǎng)發(fā)電功能，并驗(yàn)證核電廠能在設(shè)計(jì)規(guī)定的運(yùn)行工況下安全、可靠的運(yùn)行，驗(yàn)證設(shè)備制造、施工和安裝質(zhì)量，保證構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備的性能符合設(shè)計(jì)和安全要求。熱態(tài)功能試驗(yàn)是整個(gè)調(diào)試期的一個(gè)階段，熱試期間，在盡可能模擬核電廠實(shí)際運(yùn)行的條件下，驗(yàn)證系統(tǒng)性能是否與規(guī)定要求相一致。

某核電機(jī)組熱態(tài)功能試驗(yàn)是機(jī)組進(jìn)入裝料和帶核調(diào)試之前的一次彩排，涉及眾多試驗(yàn)項(xiàng)目，完整的試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)核電廠調(diào)試、安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，對(duì)熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目的完整性進(jìn)行研究非常重要。在完整的試驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開(kāi)展試驗(yàn)項(xiàng)目邏輯的優(yōu)化工作，縮短熱試工期，提高安全性。

2 熱態(tài)功能試驗(yàn)完整性評(píng)估方法

熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目需要滿足并參考核安全法規(guī)和導(dǎo)則、設(shè)計(jì)文件（機(jī)組及系統(tǒng)功能）、其他堆型核電橫向比較等幾方面要求，這些都是進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目完整性分析的輸入（圖1）。

2.1 核安全法規(guī)與導(dǎo)則

《核電廠運(yùn)行安全規(guī)定》HAF103對(duì)核電廠調(diào)試提出了必須滿足的最低要求，但未展開(kāi)說(shuō)明，《核電廠調(diào)試程序》HAD103/02對(duì)HAF103的有關(guān)條款進(jìn)行了說(shuō)明和補(bǔ)充，該導(dǎo)則對(duì)核電廠調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目有較為系統(tǒng)的規(guī)范，是指導(dǎo)國(guó)內(nèi)核電調(diào)試的重要文件，是國(guó)家核安全局對(duì)各核電廠調(diào)試大綱進(jìn)行評(píng)審的重要依據(jù)，具有法律效應(yīng)。該文件雖然是指導(dǎo)性文件，但核電廠調(diào)試過(guò)程中仍應(yīng)滿足該導(dǎo)則的要求。該導(dǎo)則的附錄Ⅰ“調(diào)試試驗(yàn)的詳細(xì)項(xiàng)目”對(duì)核電調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目有明確的規(guī)定，是評(píng)價(jià)試驗(yàn)項(xiàng)目完整性的最低要求，進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目完整性評(píng)估時(shí)首先就要滿足其要求。

該導(dǎo)則附錄Ⅰ所考慮的試驗(yàn)項(xiàng)目既不完全包括也不能適合各種類型的反應(yīng)堆，但提取了核電站的共性特征，該導(dǎo)則發(fā)布于1987年，當(dāng)時(shí)還未出現(xiàn)第三代非能動(dòng)壓水堆核電廠，文中某核電機(jī)組特定設(shè)計(jì)了非能動(dòng)安全特征，其試驗(yàn)要求存在不同的地方，可能需要一些附加的或不同的試驗(yàn)?！癐nitial Test Programs for Water Cooled Nuclear Power Plant”RG1.68-2007包含了對(duì)非能動(dòng)特性試驗(yàn)的要求，在進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目完整分析時(shí)，可作為HAD103/02導(dǎo)則之外的參考和補(bǔ)充。

綜上所述，在核安全法規(guī)導(dǎo)則層面，某核電機(jī)組試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置必須滿足核安全導(dǎo)則HAD103/02的要求，同時(shí)，對(duì)于非能動(dòng)特性要求還應(yīng)參考RG1.68-2007的要求。

2.2 設(shè)計(jì)文件（系統(tǒng)及機(jī)組功能）

一個(gè)核電廠是由許多系統(tǒng)組成的。每個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行著一種或幾種特定的功能。調(diào)試的目的之一就是要驗(yàn)證系統(tǒng)和設(shè)備的性能符合設(shè)計(jì)規(guī)定的性能指標(biāo)。調(diào)試參考的主要技術(shù)性文件就是設(shè)計(jì)方和設(shè)備制造商提供的工程設(shè)計(jì)文件，這類文件供設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和運(yùn)行人員作參考，因此調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目必須滿足設(shè)計(jì)文件的要求。通過(guò)前期對(duì)某核電機(jī)組調(diào)試技術(shù)體系框架的研究成果，并研讀各類設(shè)計(jì)文件的內(nèi)容，得出進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目完整性分析時(shí)要從安全分析報(bào)告（SAR）和系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格書（SSD）/系統(tǒng)手冊(cè)入手。這兩類文件也是實(shí)踐中進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃和試驗(yàn)程序編制過(guò)程中最重要的參考文件。

2.3 其他堆型核電廠

中國(guó)核電起步于上世紀(jì)80年代，中國(guó)第一座自行設(shè)計(jì)、建造與調(diào)試的秦山核電于1985年3月澆灌第一罐混凝土，1991年12月成功并網(wǎng)發(fā)電。引進(jìn)法國(guó)M310核電技術(shù)的大亞灣核電于1987年開(kāi)建，由中法共同建設(shè)與調(diào)試，機(jī)組于1994年投入商運(yùn)。引進(jìn)俄羅斯VVER核電技術(shù)的田灣核電于1999年開(kāi)建，由中俄共同建設(shè)與調(diào)試，2007年投入商業(yè)運(yùn)行。課題組成員在調(diào)研了福清核電華龍一號(hào)機(jī)組的基礎(chǔ)上，借鑒AP1000依托項(xiàng)目調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展某核電機(jī)組熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目的完整性評(píng)估。

3 RCS（反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)）熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目完整性評(píng)估

本文以某核電機(jī)組RCS（反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)）系統(tǒng)為例，進(jìn)行RCS系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目完整性評(píng)估。

3.1 核安全法規(guī)導(dǎo)則對(duì)RCS系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗(yàn)要求分析

逐條梳理HAD103/02對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的試驗(yàn)要求，并分析RG1.68與HAD103/02要求的差異，得到核安全法規(guī)導(dǎo)則對(duì)RCS系統(tǒng)的試驗(yàn)要求（表1）。

3.2 設(shè)計(jì)文件對(duì)RCS系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗(yàn)要求分析

從設(shè)計(jì)文件（系統(tǒng)及機(jī)組功能）層面分解出發(fā)，對(duì)熱試試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行完整性評(píng)估，功能分解按照功能圖的模式開(kāi)展（圖2）。

在進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)估時(shí)，需要從設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)出發(fā)，建立調(diào)試文件系統(tǒng)，具體關(guān)系為：法規(guī)、安全分析報(bào)告、系統(tǒng)規(guī)格書為設(shè)計(jì)文件層面，機(jī)組調(diào)試大綱/系統(tǒng)調(diào)試大綱、試驗(yàn)規(guī)格書、試驗(yàn)程序?yàn)檎{(diào)試文件層面。本文在進(jìn)行熱試試驗(yàn)項(xiàng)目完整性評(píng)估時(shí)，首先考慮法規(guī)、安全分析報(bào)告層面的要求，然后參考系統(tǒng)規(guī)格書相應(yīng)內(nèi)容，梳理并導(dǎo)出各個(gè)系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目，然后根據(jù)工況，確定熱試試驗(yàn)項(xiàng)目。

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）的功能可分為安全相關(guān)、縱深防御、非安全相關(guān)和其他與取證相關(guān)的功能。例如：安全功能主要指：限制、控制、緩解及終止可能導(dǎo)致RCS意外泄漏的事件，并維持放射性水平低于10CFR 50.34限值。安全有關(guān)功能主要用于：

（1）維持反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的完整性;

（2）停堆和維持安全工況;

（3）防止和緩解可能導(dǎo)致廠外泄漏的事故。

基于RCS系統(tǒng)維持反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界完整性功能、堆芯冷卻功能、過(guò)程監(jiān)測(cè)功能所涉及的到設(shè)備，導(dǎo)出RCS系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目清單如下：

（1）RCS波動(dòng)管熱分層試驗(yàn);

（2）RCS系統(tǒng)裝料前泄漏率試驗(yàn);

（3）穩(wěn)壓器壓力、液位和噴淋試驗(yàn);

（4）主泵惰轉(zhuǎn)、主泵滑移試驗(yàn);

（5）儀表校準(zhǔn)試驗(yàn);

（6）反應(yīng)堆冷卻劑流量測(cè)量試驗(yàn);

（7）一回路水化學(xué)試驗(yàn)。

3.3 其他堆型核電廠對(duì)RCS系統(tǒng)熱態(tài)功能試驗(yàn)要求分析

某核電機(jī)組RCS系統(tǒng)的熱態(tài)功能試驗(yàn)項(xiàng)目導(dǎo)出參考了AP1000機(jī)組熱試試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置。具體參考了AP1000機(jī)組設(shè)計(jì)文件體系及調(diào)試文件體系。具體見(jiàn)表2。

參考文獻(xiàn)：

[1]HAD 103/02.核安全導(dǎo)則[Z].