□張圍圍 徐海健 楊迎春
引起蒸汽發(fā)生器U型管破損有以下主要原因:第一,U型管承受機(jī)械和熱應(yīng)力;第二,一、二回路水產(chǎn)生腐蝕,其中應(yīng)力腐蝕是管子破損的主要原因,占70%;第三,U型管的微振磨損;第四,壓陷。
在所有SGTR的情況下,處理的目的都是盡可能限制放射性釋放和避免破損SG滿溢,處理過程分三個階段:判別并完全隔離破損的蒸汽發(fā)生器;對RCP降溫降壓,使其壓力降為幾乎與SG蒸汽壓力相等,使其終止泄漏;過渡到維修冷停堆。
(一)判別破損的蒸汽發(fā)生器。通過SG的活度測量判別破損的SG(自動):一是N-16測量通道(探測蒸汽中放射性,在20%額定功率以上方有效);二是APG測量通道(探測SG排污液中的放射性);三是惰性氣體測量通道(探測蒸汽中的放射性);四是CVI測量通道(探測的是凝氣器抽氣中的放射性,只能探測到可能發(fā)生SGTR了,但不能判別是哪個SG發(fā)生泄漏了)。
(二)隔離破損的蒸汽發(fā)生器。隔離破損蒸汽發(fā)生器的要點(diǎn):一是隔離給水側(cè)的目的是為了限制SG水位上升;二是隔離蒸汽側(cè)的目的是為了限制放射性的排放;三是此時破損的蒸氣發(fā)生器只保留GCT-A管線和APG排污管線。確認(rèn)GCT-A處于自動控制且整定為內(nèi)部整定值。
(三)對RCP降溫降壓,使其壓力降為幾乎與SG蒸汽壓力相等。
1.破損SG壓力和水位控制。保留GCT-A是為了限制SG壓力的增加,因?yàn)椴还茉揝G的ASG是否完全隔離,SG排污是否開啟,只要一次側(cè)向二次側(cè)的泄漏量大于排污流量SG水位就一直增加,壓力就增加,壓力得不到限制,第一組安全閥(壓力為8.5MPa)將開啟,安全閥開始釋放大量的放射性,因此應(yīng)保留GCT-A管線,在壓力增加不可避免的情況下,通過GCT-A排放管線控制向環(huán)境排放的放射性水平。理論上可以將GCT-A整定值剛好小于安全閥的整定值,但很難控制,且收益不大,因此將GCT-A設(shè)為內(nèi)部整定值。盡快投入APG排污是為了限制SG水位的增加,防止?jié)M溢,帶水排放放射性。相關(guān)的APG必須盡快恢復(fù)運(yùn)行以保證排放到凝氣器,在TER準(zhǔn)備好后,排放到TER的流量調(diào)節(jié)到最大。SG水位也不是越低越好,如果SG水位過低,傳熱管裸露,SG上方蒸氣被冷凝,SG壓力迅速下降,這種下降可能使一回路平均溫度和穩(wěn)壓器水位產(chǎn)生擾動,NSSS將更難穩(wěn)定。
水位過高,SG的壓力很難降下去,因?yàn)槠茡p的SG此時存在分層現(xiàn)象:破損蒸汽發(fā)生器已經(jīng)隔離,反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的冷卻引起該蒸汽發(fā)生器中水分層,位于蒸汽發(fā)生器下部管束附近的水被冷卻,而位于其上部的水不會被冷卻。如果破損蒸汽發(fā)生器還沒有降壓,那么當(dāng)一回路壓力降到低于其壓力(Pr)時,則蒸汽發(fā)生器勢必將水疏排進(jìn)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng),其水位會下降。位于頂部的熱水會閃蒸,這樣壓力會難以急劇下降。事實(shí)上,破損蒸汽發(fā)生器表現(xiàn)得就像第二臺穩(wěn)壓器,反過來又影響反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的降壓。用于破損蒸汽發(fā)生器降壓的方法是使位于其頂部的蒸汽與管束接觸而冷凝。
因?yàn)槠茡p的蒸氣發(fā)生器已經(jīng)失去了帶走熱量的能力,它的冷卻就靠一回路溫度降低,反向帶走熱量,從而實(shí)現(xiàn)降溫。
2.RCP壓力控制。一且破損SG被隔離,控制目標(biāo)就是終止SG一次側(cè)向二次側(cè)泄漏。正常穩(wěn)壓器噴霧在下述三種配置下可以使用:一是兩臺主泵運(yùn)行;二是RCP 001 PO運(yùn)行;三是RCP 002 PO運(yùn)行。
壓力低于14.9MPa(絕壓)時,噴霧閥回到手動控制。如果正常噴霧不可用,穩(wěn)壓器輔助噴淋必須投入運(yùn)行對RCP降壓和增加穩(wěn)壓器水位。由于RCV下泄被隔離,噴淋水沒有被RCV 001 EX加熱:噴淋水與穩(wěn)壓器之間的溫度差大于177℃。在這種條件下,為了限制輔助噴淋管線上熱沖擊,必須用RCV 046 VP手動控制噴淋流量低于9m3/h。因此執(zhí)行以下操作:一是手動關(guān)閉上充管線流量控制閥(RCV 046 VP);二是打開輔助噴霧隔離閥(RCV 227 VP);三是打開安全殼貫穿件上游的上充管線隔離閥(RCV 048 VP)。
通過這些操作,操作員用RCV 046 VP閥調(diào)節(jié)輔助噴霧流量大約為9m3/h同時維持過冷度大于20℃,主要的目的是使RCP運(yùn)行壓力降到破損SG壓力或最小值2.5MPa。當(dāng)穩(wěn)壓器水位到達(dá)80%,輔助噴霧隔離閥RCV 227 VP必須被關(guān)閉以防穩(wěn)壓器滿水。RCP降溫與SI控制和降壓同時進(jìn)行,最終使反應(yīng)堆滿足能夠切換到上充模式的條件,切換依據(jù)是過冷度與穩(wěn)壓器水位的函數(shù)。
3.RCP溫度控制。若NSSS的初始狀態(tài)為中間停堆時,應(yīng)該持續(xù)降溫至堆芯出口溫度低于250℃直到RCP壓力與破損SG壓力達(dá)到平衡,且過冷度為40℃。通過設(shè)定GCTa整定值站(如果冷凝器可用則設(shè)定GCTc整定值站)為SG壓力并切換手動控制站到自動控制,使完好SG蒸汽壓力穩(wěn)定。在泄漏終止前,應(yīng)優(yōu)先考慮把RCP壓力降到破損SG的壓力,所以在這一階段不必關(guān)心標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(P,T)的限制是否滿足。事實(shí)上,若維持反應(yīng)堆在這些限制內(nèi)將延遲達(dá)到壓力平衡,且因此延遲一次側(cè)向二次側(cè)泄漏的終止。
通過對SGTR事故的初步分析認(rèn)為:一是SGTR事故一旦發(fā)生,運(yùn)行人員和應(yīng)急響應(yīng)人員的動作措施對事故的進(jìn)展和環(huán)境有重大的影響,如不干預(yù),必將滿溢,放射性外泄。所以運(yùn)行人員需要引起足夠的重視,采取有效措施,降低事故的可能性,提高電廠的可靠性。二是SGTR事故發(fā)生的概率雖然很低,但事故萬一發(fā)生時,正確而有效的控制,防止事故的擴(kuò)大,防止事故對環(huán)境的影響,是運(yùn)行人員的一個重要要求。