AP1000机组装换料水体传输控制的分析和优化

邱三人

1概述

装换料系统水体传输和控制是大修期间的重要操作，一定浓度的含硼水用于维持次临界度，一定厚度的水屏蔽层用于满足人员辐射防护要求。合理可行的水体传输和控制计划是高效换料大修的基础，对优化大修关键路径，降低人员剂量，提高电站经济型意义重大。

本文以核电厂换料大修关键路径设计为基础，立足运行角度，对装换料期间水体传输控制从传水路径和水装量两个方面进行分析和总结。

2我厂装换料水体传输控制方案

2.1装换料水装量分析

在装换料过程中，涉及到水装量变化的容器或箱体有乏燃料容器装载井、乏燃料容器装载井、乏燃料水池、换料水池、流出物暂存箱（EHT）。

单个EHT容积为115.5 m?，可用容积为106 m?，用于接受经真空除气后的含硼水。在停堆换料前需要排空两个流出液暂存箱，将RCS经过除气后贮存在流出液暂存箱，在换料中或换料后为RCS补水。

换料水池分为反应堆堆腔侧（以下简称高跨）和构件池侧（以下简称低跨）。反应堆压力容器位于高跨，堆内构件存放架位于低跨。换料水池低跨还包含临时燃料存储池和转运小车倾翻池

2.2换料期间各阶段水体控制和传输

①从RV法兰面以下0.3m至控制棒驱动机构脱扣水位

传输路径为从IRWST至换料水池，先进行重力充水，再启动SFS泵进行充水。传输体积为换料水池充水至119英尺的水装量689.59m3加RV变化水量4.92 m3和波动管线约1.2m3 ，共695.71 m3。

②从控制棒驱动机构脱扣水位119英尺至换料水位134.5英尺

传输路径为从IRWST至换料水池，启动SFS泵进行充水。传输体积为换料水池从119英尺充水至134.5英尺的水装量634.06m3加稳压器约13.35 m3 ，共647.41 m3 。

③换料水池高跨单独排水至RV法兰面

传输路径为从换料水池至IRWST，启动RNS泵进行排水。传输体积为换料水池高跨从134.5英尺排水至107.92英尺水量469.64 m3和波动管线约1.2m3共485.89 m3。

④压力容器排水至半管运行

传输路径通过CVS下泄，从压力容器排至流出物暂存箱。传输体积为压力容器法兰面至热段80%液位29.8 m3。

⑤换料水池高跨充水至换料水位

传输路径为从换料水池至IRWST，启动RNS泵进行排水。传输体积为换料水池高跨从RV法兰面至134.5英尺，水装量469.64 m3 加稳压器13.35 m3和波动管线约2.9m3共485.89 m3。

⑥从换料水位至控制棒驱动机构耦合水位

传输路径为从换料水池至IRWST，先进行重力排水，再启动SFS泵进行排水。传输体积为换料水池134.5英尺至119英尺的水装量634.06m3加稳压器约13.35m3 ，共647.41 m3。

⑦从控制棒驱动机构耦合水位换料水位至RV法兰面

传输路径为从换料水池至IRWST，启动SFS泵进行排水。传输体积为换料水池119英尺至RV法兰面107.92英尺的水装量454.68m3 。

⑧从RV法兰面至RV法兰面以下0.3m

通过CVS下泄至EHT。传输体积为4.92m3。

3水体传输控制中需关注的重点问题

3.1 CLP/CWP充水时机选择

正常运行情况下，CLP/CWP需要补充的含硼水容量为532.65 m3。

保持CLP、CWP水装量的优点有：

1）CLP作为RNS的安全注入水源，减少事故影响。

2）在换料工况下，为一回路升水位做准备。

3）可保证SFS以更灵活的方式运行。

3.2水体传输控制的特殊监视

3.2.1换料水位至低水位（半管运行）期间液位监视

当液位降低至RV法兰面时，需密切关注1-RCS-LT160A/B液位，当进入RCS-LT160A/B液位范围时，需要降低排水速率，防止非预期的RCS泄露导致保护动作。

3.2.2 RNS泵特殊监视

在换料水池高跨单独排水过程中，使用的是RNS泵，此时若不及时停泵，可能会导致RNS泵发生汽蚀。

3.3水体传输过程中关注乏燃料水池冷却

当SFP中储存有乏燃料组件时，必须保证至少有一列SFS或RNS在线至SFP并投入运行，用于冷却SFP。当应用SFS备用列或者RNS进行水体传输过程时，需要充分做好准备工作，防止SFP失去冷卻。

3.4装换料过程中关注异物防护

装换料过程中由于装换料水池面积较大，且处于敞开状态，异物坠落进入换料水池风险较大。

当异物坠落至换料水池或者乏燃料水池中，会造成异物进入一回路系统造成热点污染，甚至会损坏燃料组件，影响装换料过程。

在执行运行操作应注意禁止携带非工作相关的个人物品，必需的物项带入时记录在《材料责任登记表》中做好防坠落措施。

4结论和优化建议

4.1设计理念先进，装换料经济高效

AP1000机组装换料过程中，IRWST可为换料水池提供1322m3的水装量用于换料，换料水质可提前使用SFS备用列进行净化，换料完成后可实现完全回收，极大了减少了换料前的含硼水的准备时间和后期的废水处理过程，提高了装换料的经济性和效率。

4.2缺少整体控制方案，具体准备工作亟待开展

参照其他电厂，在换料期间有专门水体控制方案，在每次换料大修期间可进行参考、借鉴并及时更新优化，建议参考本文提出的以下建议，建立整体控制方案：

建立标准文件包，包含工作指令单、传输路径、传输时间、风险分析等。

主控室及时了解现场工作进展，考虑到风险，适时提前进行工作准备。

开发针对性JIT培训方案，适时对参与人员进行培训。

开发事故预案，必要时成立专项干预小组，发生非预期事件根据预案，及时响应并恢复。

参考文献：

[1]三门核电有限公司，1-OP-GJP-104，Rev 9，总体运行规程GOP-104模式5至模式6

[2]三门核电有限公司，1-OP-GJP-105，Rev 9，总体运行规程GOP-105模式6

[3]三门核电有限公司，1-OP-GJP-114，Rev 8，总体运行规程GOP-114主系统低水位运行

[4]三门核电有限公司，1-RNS-GJP-101，Rev 16，正常余热排出系统