核電廠開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)分析

郝祥偉++蔡茂生

摘 要：通過(guò)核電廠開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)的實(shí)踐，對(duì)開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)的窗口安排和準(zhǔn)備工作進(jìn)行了介紹，分析了試驗(yàn)具體執(zhí)行邏輯和試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的典型事例，其他核電廠的調(diào)試工作可進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)；流量；關(guān)鍵路徑

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

M310堆型核電廠開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)主要是指在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋打開的工況下，進(jìn)行的一系列試驗(yàn)。

此階段主要涉及以下系統(tǒng)試驗(yàn)：反應(yīng)堆換料水池和乏燃料池冷卻和處理系統(tǒng)（PTR）、安全注入系統(tǒng)（RIS）、安全殼噴淋系統(tǒng)（EAS）、預(yù)熱排出系統(tǒng)（RRA）、燃料裝卸系統(tǒng)（PMC）、電源切換試驗(yàn)等。

1.試驗(yàn)計(jì)劃分析

根據(jù)各系統(tǒng)調(diào)試大綱要求，核電廠開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)可以安排在一回路水壓試驗(yàn)之前執(zhí)行，也可以安排到一回路水壓試驗(yàn)之后熱態(tài)功能試驗(yàn)之前執(zhí)行。根據(jù)核電廠調(diào)試經(jīng)驗(yàn)反饋，開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)通常安排在一回路水壓試驗(yàn)之前執(zhí)行。這樣安排有利于系統(tǒng)的完善，以及熱態(tài)功能試驗(yàn)前的調(diào)試工作和現(xiàn)場(chǎng)工作安排。

開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)涉及的系統(tǒng)試驗(yàn)中，PTR系統(tǒng)調(diào)試一般在反應(yīng)堆換料水池盛水試驗(yàn)充排水階段執(zhí)行，RRA系統(tǒng)試驗(yàn)一般在冷態(tài)功能試驗(yàn)期間執(zhí)行，PMC相關(guān)試驗(yàn)在盛水試驗(yàn)前和盛水試驗(yàn)期間執(zhí)行，電源切換試驗(yàn)不占用堆腔，RIS和EAS系統(tǒng)的試驗(yàn)則需要占用堆腔，在關(guān)鍵路徑上的時(shí)間通常在25天左右，下面重點(diǎn)分析RIS和EAS相關(guān)的開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)。

RIS和EAS系統(tǒng)開蓋冷態(tài)相關(guān)試驗(yàn)包含6項(xiàng)試驗(yàn)（TP），分別為：低壓安注泵流量試驗(yàn)（RIS51）、高壓安注泵流量試驗(yàn)（RIS52）、低壓安注泵增壓高壓安注泵試驗(yàn)（RIS53）、低壓安注泵再循環(huán)試驗(yàn)（RIS54）、噴淋系統(tǒng)流量驗(yàn)證試驗(yàn)（EAS50）、H4工況下RIS和EAS備用試驗(yàn)（RIS61）。

上述6本試驗(yàn)均需從PTR水箱進(jìn)行取水，除EAS50將水注入地坑之外，其他試驗(yàn)均需將水注入堆腔。因此試驗(yàn)期間，PTR水箱需要在每項(xiàng)試驗(yàn)之后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。其中有3本試驗(yàn)涉及地坑，分別為RIS54、EAS50、RIS61。因EAS50試驗(yàn)有兩列，進(jìn)行其中一列試驗(yàn)時(shí)，臨時(shí)回水管道安裝在另一列管道上，將水回流地坑。臨時(shí)回水管道拆除和安裝需要5天左右，因此在開蓋冷態(tài)試驗(yàn)初期，可以優(yōu)先安排進(jìn)行一列試驗(yàn)，然后在執(zhí)行其他試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行臨時(shí)回水管道的拆除安裝，可以節(jié)省整體試驗(yàn)時(shí)間約4天。

2.試驗(yàn)準(zhǔn)備工作重點(diǎn)

RIS和EAS系統(tǒng)開蓋冷態(tài)相關(guān)試驗(yàn)較為復(fù)雜，涉及臨時(shí)設(shè)施較多，需要提前準(zhǔn)備。如果準(zhǔn)備不充分，或者考慮不周全，則試驗(yàn)過(guò)程容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，制約主線計(jì)劃執(zhí)行。

RIS和EAS系統(tǒng)開蓋冷態(tài)相關(guān)試驗(yàn)準(zhǔn)備工作需要重點(diǎn)關(guān)注的有以下幾點(diǎn)：

地坑臨時(shí)圍堰的堆砌。RIS和EAS系統(tǒng)試驗(yàn)中RIS54、EAS50和RIS61試驗(yàn)均需要從反應(yīng)堆廠房-3.4m地坑取水，為了保護(hù)-3.4m其他設(shè)備，需要在地坑過(guò)濾器環(huán)廊堆砌臨時(shí)圍堰。同時(shí)出于安全考慮，需要把圍堰內(nèi)的電器設(shè)備拆除，并做好防護(hù)和上游電源隔離。為防止圍堰漏水、滲水，注意以下幾點(diǎn)：圍堰范圍內(nèi)墻壁孔洞要臨時(shí)封堵，防止漏水；地坑中試驗(yàn)用的儀表需要遷移到地坑外面，砌在圍堰墻體中的儀表管周圍不要留縫隙，以免滲水；地面靠近安全殼內(nèi)壁處有鋼蓋板，圍堰砌墻時(shí)要去除，否則會(huì)從鋼蓋板下面漏水；圍堰內(nèi)外聯(lián)通的有斷口的管道要做好在線和封堵，否則會(huì)聯(lián)通漏水。

RIS泵和EAS泵房間地坑需要安裝臨時(shí)排水泵。在試驗(yàn)RIS54、EAS50和RIS61執(zhí)行過(guò)程中，RIS泵和EAS泵臨時(shí)過(guò)濾器通常會(huì)堵塞1～2次，在拆除臨時(shí)過(guò)濾器的過(guò)程中，需要排出管道中的水，正式排水泵尚未安裝，此時(shí)需要臨時(shí)排水泵將水排出廠房。

EAS系統(tǒng)臨時(shí)地坑回水管道提前安裝。在進(jìn)行噴淋流量驗(yàn)證試驗(yàn)EAS50時(shí)，水從地坑流經(jīng)EAS泵，然后流經(jīng)穹頂噴淋環(huán)管，然后經(jīng)臨時(shí)地坑回水管道返回臨時(shí)地坑，進(jìn)行地坑循環(huán)。此地坑回水管道安裝時(shí)間較長(zhǎng)，需提前安排。安裝完成之后要認(rèn)真檢查，尤其是法蘭處的臨時(shí)墊片以及螺栓力矩，以防試驗(yàn)時(shí)漏水。

反應(yīng)堆廠房穹頂噴淋管線臨時(shí)壓力表安裝。在噴淋流量驗(yàn)證試驗(yàn)中，需要讀取穹頂噴淋管線壓力。在某核電廠1、2號(hào)機(jī)組試驗(yàn)時(shí)，在穹頂噴淋管道上安裝指針式壓力表。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員身系安全帶爬上環(huán)吊，站在環(huán)吊上搭設(shè)的臨時(shí)腳手架上讀取噴淋環(huán)管壓力。攀爬位置較高，比較危險(xiǎn)，讀數(shù)十分不便。在此核電廠3、4號(hào)機(jī)組試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了改進(jìn)，改為數(shù)字式壓力表，通過(guò)延長(zhǎng)電纜，在反應(yīng)堆廠房20m平臺(tái)讀取壓力，既方便又準(zhǔn)確。

在某核電廠執(zhí)行開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)時(shí)，主泵均未安裝完成。為了執(zhí)行RIS和EAS系統(tǒng)的開蓋冷態(tài)相關(guān)試驗(yàn)，在冷卻劑主管道中需要使用高壓氣囊封堵，以便于將主泵管道區(qū)域隔離。為了安全考慮，通常在主管道冷段進(jìn)行兩道氣囊隔離，在熱段進(jìn)行一道氣囊封堵，蒸汽發(fā)生器一次側(cè)人孔用盲板封堵。氣囊封堵位置需提前核實(shí)，不能堵塞試驗(yàn)注入管線進(jìn)入主管道的入口，否則相關(guān)試驗(yàn)無(wú)法執(zhí)行。氣囊安裝完成后，需要進(jìn)行24小時(shí)保壓驗(yàn)證，保證氣囊不漏氣，安全可靠。

3.試驗(yàn)期間問(wèn)題分析

在某核電廠1-4號(hào)機(jī)組開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)期間，遇到了許多問(wèn)題，下面對(duì)幾個(gè)典型的重大問(wèn)題進(jìn)行研究分析。

3.1 核電廠1、2號(hào)機(jī)組高壓安注孔板流量不足

在某核電廠1號(hào)機(jī)組開蓋冷試期間，執(zhí)行RIS52試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)高壓安注通過(guò)RIS015DI和RIS016DI的流量不滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)同行電廠經(jīng)驗(yàn)反饋和設(shè)計(jì)分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)孔板孔徑偏小，需要擴(kuò)孔處理，經(jīng)過(guò)兩次擴(kuò)孔，試驗(yàn)流量才滿足設(shè)計(jì)要求。此問(wèn)題導(dǎo)致RIS52試驗(yàn)持續(xù)1個(gè)多月才完成，對(duì)主線工作造成了較大影響。

3.2 核電廠2號(hào)機(jī)組H4管線逆止閥EAS047VB和EAS048VB裝反

某核電廠2號(hào)機(jī)組EAS047VB和EAS048VB所在管道安裝圖上流體流向標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤，導(dǎo)致這兩個(gè)逆止閥方向安裝相反。在系統(tǒng)移交和執(zhí)行RIS61試驗(yàn)時(shí)均未發(fā)現(xiàn)。根據(jù)RIS61試驗(yàn)要求，流體需要流經(jīng)H4管線，以驗(yàn)證事故工況下H4管線流量是否滿足設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)過(guò)程中，H4管線因逆止閥安裝反向，導(dǎo)致無(wú)法正常流通，流體實(shí)際是通過(guò)和H4管線并聯(lián)的EAS泵所在的管道流通。由于EAS泵管道管徑大于H4管線管徑，因此RIS61的試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2號(hào)機(jī)組試驗(yàn)數(shù)據(jù)和1號(hào)機(jī)組相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。

3.3 核電廠4號(hào)機(jī)組高壓安注管線逆止閥閥芯不合格

在某核電廠4號(hào)機(jī)組開蓋冷試執(zhí)行RIS52試驗(yàn)時(shí)，注入三環(huán)熱段的流量不滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排查，解體發(fā)現(xiàn)逆止閥RIS049VP的閥芯尺寸與同型號(hào)閥門閥芯不一致。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此閥門之前存在內(nèi)漏缺陷，曾經(jīng)進(jìn)行返廠處理。分析認(rèn)為在閥門廠家處理時(shí)，安裝了其他型號(hào)的閥芯，導(dǎo)致閥門閥芯出現(xiàn)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)廠家更換合格閥芯，試驗(yàn)流量滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

核電廠開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)通常為調(diào)試關(guān)鍵路徑，充分的試驗(yàn)準(zhǔn)備，合理的計(jì)劃安排，可以保證開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)的順利執(zhí)行。本文對(duì)其他核電廠的開蓋冷態(tài)功能試驗(yàn)具有一定的參考意義，可優(yōu)化相關(guān)調(diào)試邏輯，完善試驗(yàn)準(zhǔn)備，減少試驗(yàn)占用主線計(jì)劃時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]嶺澳核電有限公司.嶺澳核電工程實(shí)踐與創(chuàng)新-調(diào)試啟動(dòng)卷[M].北京：原子能出版社，2003.