核电厂安全壳内主给水管道小破口运行控制

(福建福清核电有限公司，福建 福清 350318)

0 引言

核电站主给水系统的稳定性是至关重要的，其设计对电厂运行的安全性、稳定性和经济性有着重要影响。给水系统的暂态直接影响核岛运行，在给水系统出现暂态工况时保证反应堆安全运行，提高机组运行的可靠性是设计的基本原则，对给水系统进行暂态分析是核电站安全运行不可或缺的一部分[1]。

位于蒸汽发生器(SG)和离蒸汽发生器最近的主给水系统(ARE)逆止阀(ARE040/041/042VL)之间给水管道发生小破口时，由于破口较小，短时间内不致导致安全注入动作(安全壳压力高2信号触发安注)。但针对较小的破口，不致造成机组保护系统动作，但由于破口的持续释放，仍将威胁安全壳。安全壳是核电厂发生事故并防止放射性产物大量释放并对公众健康造成危害的重要保障[2]。

本文以福清核电厂1号机组为例，针对位于主给水安全壳贯穿件到离蒸汽发生器最近逆止阀(ARE040/041/042VL)之间给水管道小破口，提供安注前进入A0(安注以后的事故诊断规程)→A2.2(反应堆安全壳内二回路管道破裂事故规程)前的指导。

1 给水系统概述

主给水系统(ARE)功能是向蒸汽发生器供应给水并且通过给水流量调节站调节给水流量，以将蒸汽发生器水位维持在随汽机负荷变化的整定值上。主给水流量控制系统主要由给水母管和3个给水调节站及文丘里管和逆止阀组成。

每条给水管路设置2个逆止阀，一个位于安全壳外(ARE037/038/039VL)，紧靠安全壳，作为安全壳外给水止回隔离阀；另一个位于安全壳内(ARE040/041/042VL)，在辅助给水系统(ASG)注入接口的上游且尽可能靠近蒸汽发生器，用来防止给水入口上游管道破裂时蒸汽发生器内水的流失，同时允许ASG运行。

2 故障影响

2.1 ARE给蒸汽发生器供水时

故障环路给水流量大于蒸汽流量(可能有报警VVP401KA—VVP406KA)，蒸汽发生器水位降低；给水泵出力上升，正常回路可能由于给水泵能力限制给水流量下降，低于蒸汽流量，蒸汽发生器水位下降；反应堆厂房(R厂房)给水管道布置区域消防探头动作，主控火警触发。

2.2 ASG给蒸汽发生器供水时

只有位于蒸汽发生器和离蒸汽发生器最近逆止阀(ARE040/041/042VL)之间给水管道破口才有异常现象。假设破口发生在该处，则：①ASG调节阀一致(或全开)情况下，故障环路ASG给水流量远大其他2个环路。②出现蒸发器给水管道破裂报警(ASG093/095/097KA)。③故障蒸汽发生器水位降低。④正常回路可能由于ASG泵流量限制，低于蒸汽流量，蒸汽发生器水位下降。⑤在故障环路蒸汽管线隔离后，正常回路由于给水流量不足，一回路平均温度逐步升高(在故障蒸汽发生器水位低于给水环管以下，由于故障环路蒸汽大量泄漏，在故障蒸汽发生器烧干之前一回路平均温度会先降低)；⑥R厂房给水管道布置区域消防探头动作，主控火警触发。

3 处理思路

3.1 蒸汽发生器由ARE供水时

1)故障诊断：出现以下异常现象可判定为ARE壳内给水管线泄漏：①主控出现一个ARE环路给水流量大于蒸汽流量(可能的报警VVP401KA—VVP406KA)→ARE调节阀开大，给水泵出力增加。②R厂房给水管道布置区域消防探头动作，主控火警触发。

2)措施：①确认主控出现一个ARE环路给水流量大于蒸汽流量(可能有报警VVP401KA—VVP406KA)→ARE调节阀开大，给水泵出力增加。②确认R厂房给水管道布置区域消防探头动作，主控JDT102PP盘上火警触发。

3)行动：①监视安全壳温度及压力，压力或温度开始上涨做好安注启动的准备。②监视蒸汽发生器给水及蒸汽流量匹配情况，并监视APA泵运行，如蒸汽发生器实际进水小于蒸汽流量导致水位下降或APA泵超过额定流量等情况。③按正常运行照规程以50 MW/min后撤到热备用状态，降功率到停机。④确认蒸汽发生器给水已经切换到ASG供水后，监视安全壳温度及压力变化趋势，初步判断安全壳温度、压力变化趋势是否减缓。⑤确定ARE给水管线破口位于主给水安全壳贯穿件到离蒸汽发生器最近逆止阀(ARE040/041/042VL)之间，按正常运行规程稳定机组状态在热备用。同时核实KIC上是否有SFZ报警，如有报警，核实设备动作情况及报警消失后的恢复。⑥如安全壳温度、压力上升趋势未有明显变化，判定ARE给水管线破口未隔离，破口位于离蒸汽发生器最近逆止阀(ARE040/041/042VL)和蒸汽发生器之间，执行“SG由ASG供水时处理”条款。

3.2 蒸汽发生器由ASG供水时

3.2.1 故障诊断

出现以下异常现象可判定ARE壳内蒸汽发生器最近逆止阀(ARE040/041/042VL)和蒸汽发生器之间管线泄漏：①ASG调节阀一致(或全开)情况下，故障环路ASG给水流量远大其它两个环路、破口较大出现一个蒸发器给水管道破裂报警(ASG093/095/097KA)和蒸汽发生器水位降低现象，由于ASG泵流量限制，其他2个蒸汽发生器水位可能下降。②R厂房给水管道布置区域消防探头动作，主控火警触发。

3.2.2 措施

①确认ASG调节阀一致(或全开)情况下，一个蒸汽发生器的给水明显大于其他2个环路，在故障蒸汽发生器水位在窄量程范围内时给水流量明显大于蒸汽流量才能维持蒸汽发生器水位→进一步调节异常环路ASG调节阀，全开后可能出现给水管道破裂报警。②确认R厂房给水管道布置区域消防探头动作，主控消防监视盘上火警触发。

3.2.3 行动

①监视安全壳温度及压力。②监视蒸汽发生器给水及蒸汽流量匹配情况，并监视ASG泵运行情况。③按照正常运行规程向NS/RRA模式后撤，停机后加强汽轮发电机辅机的监视，保证汽轮发电机组安全。④隔离破损的故障蒸汽发生器。

3.3 定期监视

在整个故障处理过程中，主控操纵人员应密切监视TRIC、堆芯过冷裕度、安全壳温度和压力不超过定值；一旦出现DEC报警，则立刻执行DEC规程；一旦出现安注，立刻执行A0规程。执行A0规程极有可能将引导进入A2.2，操纵员再根据A2.2处理和应对事故。

4 结语

在蒸汽发生器和离蒸汽发生器最近的主给水系统逆止阀(ARE040/041/042VL)之间给水管道发生小破口时，机组瞬态不致导致安全保护系统动作时，往往没有应急运行规程指导应对。为避免机组状态恶化和威胁安全壳，应快速将机组后撤至NS/RRA模式，隔离故障蒸汽发生器，以对故障进行检修处理。在机组后撤过程中，应保持对机组主要参数的监视，并针对主给水停运和辅助给水启动后的不同，采取相应的行动。