核電廠主控室不可用時運行操作分析

孟繁鑫 楊卓芳

摘? 要：當核電廠主控室不可用時，需要后撤到遠程停堆站來進行控制和監(jiān)測。文章通過對遠程停堆站的設計及事故規(guī)程的分析和研究，總結和優(yōu)化了在主控室不可用時所應進行的運行操作，從而在主控室不可用時為操縱人員提供了應采取的措施和指導意見，確保核安全的三要素始終得到保障。

關鍵詞：主控室;遠程停堆站;運行操作

中圖分類號：TM623? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）09-0058-02

Abstract： When the main control room of the nuclear power plant is not available， it needs to be withdrawn to the remote shutdown station for control and monitoring. Through the analysis and study of the design of the remote shutdown station and the accident procedure， this paper summarizes and optimizes the operation that should be carried out when the main control room is not available， so as to provide the operators with measures and guidance that will ensure that the three elements of nuclear safety are always guaranteed.

Keywords： main control room; remote shutdown station; operation

1 概述

主控室（Main Control Room），作為采用集散化控制系統(tǒng)（DCS）的M310型壓水堆核電機組的控制中心，其作用不言而喻。因此，當主控室不可用時如何使得反應堆能夠以安全、可靠地方式停下來就顯得尤為重要。核電站根據(jù)縱深防御原則，設計了遠程停堆站（RSS），其作用是在主控制室不可用的情況下，把反應堆帶入熱停堆狀態(tài)，并保持反應堆在該安全狀態(tài)。如果需要，通過少量的就地配合，使反應堆達到并維持在冷停堆狀態(tài)。

2 主控室及遠程停堆站介紹

主控室是一組集中了操縱員所需的全部控制和監(jiān)測設備的構筑物，操縱員在這里面執(zhí)行監(jiān)控核電廠的主要功能。具體可分為以下功能：運行監(jiān)控;安全監(jiān)督;火災探測及消防控制;放射性監(jiān)測;獲取電廠維修信息;定期試驗管理;通訊（廠內、廠外）;文件記錄;數(shù)據(jù)記錄。

主控室包括2個操縱員工作站、1個安全工程師站、1個機組長站。每個工作站包括一套非安全級的全功能工作站（5個VDU）和一套安全級工作站（2個SVDU）。非安全級全功能工作站（NC-VDU）完成正常運行和事故運行的所有監(jiān)控操作。安全級工作站（SVDU）用于完成保護系統(tǒng)的復位旁通、通過閉鎖來驗證保護系統(tǒng)輸出的一類試驗、以及事故后監(jiān)測系統(tǒng)（PAMS）的參數(shù)顯示。

遠程停堆站系統(tǒng)由簡化的計算機工作站（包括非安全級工作站和安全級工作站）和常規(guī)控制盤（主要是切換裝置）組成。每個機組設置2個工作站， 每個工作站包括：3個非安全級工作站（NC-VDU）、1個安全級工作站（S-VDU）、2個交換機，此外還有安全級切換開關（MCR/RSS）。

遠程停堆站系統(tǒng)的設計不考慮主控室不可用的同時還伴有其他事故，特別是不同時發(fā)生要求專設安全設施運行的事故。但考慮了廠外電源喪失的情況。遠程停堆站通常是關閉的，但可以隨時啟動，在主控室有相應的報警指示，操縱員能監(jiān)視RSS是否被啟動。

在遠程停堆站系統(tǒng)主要進行下列功能的操作：利用堆芯內自然循環(huán)、蒸汽發(fā)生器的輔助給水供給、由GCT系統(tǒng)導出蒸汽發(fā)生器熱量三種方式導出剩余功率;監(jiān)測反應堆冷卻劑的容積、溫度和壓力;對反應堆冷卻劑進行硼化，以便使反應堆保持在次臨界狀態(tài);使必要的輔助流體系統(tǒng)（冷卻水、儀表壓縮空氣）保持可用。

3 主控室與遠程停堆站的切換

在遠程停堆站中設置了6個手動的開關（A列：KPR001-003-005CC，B列：KPR002-004-006CC），用以實現(xiàn)“MCR運行模式”和“RSS運行模式”的切換：在“MCR運行模式”下，RSS的控制功能被閉鎖;在“RSS運行模式”，MCR的控制功能，除主控室內的緊急停堆盤上的停堆按鈕外都被閉鎖。

遠程停堆站的控制權限高于主控室，當遠程停堆站投運后，主控室的控制信號被閉鎖，防止其他地方來的不同信號導致故障擴大。當電站處于主控室控制操作時，遠程停堆站處于監(jiān)督狀態(tài)。

4 運行操作

緊急停堆;關停3臺反應堆冷卻劑泵。

然后，在遠程停堆站系統(tǒng)上把控制權限切換到遠程停堆站，即閉鎖主控室的命令，轉而由遠程停堆站系統(tǒng)監(jiān)視控制電廠。此時，電氣設備間仍可進入并保持其功能。

4.1 人員通知

通知運行應召人員，這個事故導致進入廠房應急狀態(tài)，通知安全技術顧問，確認一回路操縱員已經(jīng)：（1）通知二臺機組的所有運行人員;（2）停止正在進行的廢物排放;（3）要求撤離反應堆廠房。

4.2 具體操作策略

需要在主控室立刻進行的操作：派遣一名操縱員到遠程停堆站，建立遠程停堆站與主控室之間的通訊聯(lián)絡，在主控室的一回路操縱員執(zhí)行手動停堆并進行有效性確認，依據(jù)系統(tǒng)規(guī)程停運三臺反應堆冷卻劑泵，確認穩(wěn)壓器正常噴淋閥關閉，將穩(wěn)壓器壓力控制切換到手動控制。二回路操縱員關閉兩個機組主控室之間的隔離門（防止影響相鄰機組），執(zhí)行快速關閉主蒸汽隔離閥的操作，并到工程師站關閉四臺主控室網(wǎng)絡交換機的電源，防止誤操作。全部執(zhí)行完以上操作之后，操縱員離開主控室。

遠程停堆站的投入與確認：盡快將MCR/RSS切換開關切換至RSS位置，并將主控室的電話也切換到遠程停堆站。在遠程停堆站執(zhí)行以下操作：一回路操縱員使用輔助噴淋和電加熱器將一回路壓力保持在14.5MPa，通過化容系統(tǒng)的上充下泄功能將穩(wěn)壓器的液位維持在零功率水位，保持三臺主泵的軸封注入流量在1.92m3/h左右。盡快實施反應性控制，通過啟動兩臺硼酸泵執(zhí)行直接硼化，通過引入足夠的負反應性使一回路達到冷停堆硼濃度，實施防止主系統(tǒng)誤稀釋的行政隔離，并用源量程探測器實時監(jiān)測堆芯反應性的變化。此外，還需在遠程停堆站和就地確認安注系統(tǒng)相關閥門的狀態(tài)以確認安注系統(tǒng)的可用性。二回路操縱員首先通過確認汽輪發(fā)電機已跳閘、出口斷路器及勵磁開關已斷開、汽機轉速正在下降、主汽門關閉、潤滑油泵已自動啟動等一系列現(xiàn)象確認汽機正在安全停機，保證二回路關鍵設備的安全。之后通過汽輪機旁排系統(tǒng)執(zhí)行余熱排出功能，將反應堆冷卻劑的平均溫度穩(wěn)定在291.4℃左右。若預計主控室檢修時間較長，或輔助給水箱水位較低，則應及時執(zhí)行補水操作，并根據(jù)水箱水位情況決定是否保持在熱停堆工況或是轉入冷停堆狀態(tài)。當主控室重新恢復可用時，經(jīng)值長同意，重新將機組的控制權限由遠程停堆站切回主控室，執(zhí)行機組意外停堆的事故規(guī)程，將機組維持在停堆狀態(tài)。

5 結論

本文詳細分析了主控室不可用時切換到遠程停堆站的機組響應及運行操作，為核電廠日常運行和優(yōu)化事故規(guī)程提供了參考和借鑒，為主控室操縱員保持對機組的有效控制提供了支持，從而確保核電廠的安全性始終能夠得到保障。

參考文獻：

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