AP1000化学与容积控制系统调试经验反馈

刘天泽 纳红卫 段黎明 李明 牟军杰

摘 要：化学与容积控制系统（CVS）是AP1000堆型的重要系统，控制反应堆冷却剂系统（RCS）水质、硼浓度和水装量。CVS系统调试是系统投运的先决条件，也是一回路冷试、热试等重要里程碑的重要支持系统。文章结合海阳核电二号机CVS系统调试实践，对调试期间的创新点和一些问题进行总结，以期对后续项目提供参考。

关键词：AP1000；化学与容积控制系统；CVS

中图分类号：TM623 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0011-02

Abstract： The chemical and volume control system（CVS） is an important system of AP1000 reactor type， which controls the water quality， boron concentration and water volume of the reactor coolant system. The debugging of CVS system is the precondition of system operation， and it is also an important support system which is an important milestone such as cold test， hot test and so on. Based on the commissioning practice of Haiyang Nuclear Power No.2 CVS system， this paper summarizes the innovation points and some problems during the commissioning period， in order to provide a reference for future projects.

Keywords： AP1000； chemical and volume control system； CVS

1 概述

AP1000化學与容积控制系统（CVS）的主要功能是对反应堆冷却剂系统（RCS）进行化学控制和容积控制功能。根据具体功能不同，可以划分为四个子功能单元，分别为净化子系统、补水子系统、硼酸子系统，加氢加锌子系统。

2 系统调试过程经验反馈

CVS系统是AP1000核岛的主要系统之一，其调试逻辑较为复杂，一方面与各主要系统接口复杂，另一方面在核岛调试的主要里程碑中也起到重要的支持作用。此外，根据依托项目调试过程中暴露出的各种设备问题，需要充分梳理各项采购、设计、建安问题处理对调试的影响和逻辑。下面按照三个阶段分别介绍。

2.1 燃料进场里程碑/联合冲洗里程碑调试逻辑及计划管理

由于AP1000采用干式存储方法将新燃料存储于乏燃料池内部，必须在燃料进场前完成所有燃料相关系统的调试工作。除FHS燃料操作系统外，还涉及到SFS、CVS，RNS，PCS、FPS等以乏燃料池为核心的多个流体系统的联合调试。联合冲洗里程碑的目的是采用多种方式完成一回路相关系统清洁，建立一回路清洁度，为后续流道试验和一回路水压试验建立先决条件。主要涉及到RCS、PXS、CVS、RNS、SFS等主要一回路系统。这两个里程碑联系非常紧密。一方面两个里程碑之间的系统存在一定的交叉，另一方面所处的阶段都是在系统移交前期。由于这两大里程碑所处时段基本相同，所以将两大里程碑结合考虑，推动现场建安，调试进度。为满足现场调试里程碑节点要求，首先根据最终调试目标倒推，逐项识别内部、外部制约因素，优化梳理调试顺序和调试逻辑，明确各专业各部门的调试工期，设立小节点控制，协调各项资源确保计划顺利进行，以下以CVS-02包（补水子系统）调试为例进行阐述。

图1为燃料进场里程碑中CVS-02包（补水子系统）的调试工作逻辑。最终目标为完成CVS与乏池相关的流道试验。主要控制节点为启泵条件的建立，将建立启泵条件进一步细分，可分为机电仪调试、上游水源建立、流道封闭等。从图中可以看出，电气单体试验，维修解轴连轴以及可能的转向为主关键路径工作。为保证最终目标按期实现，需优先协调资源确保主关键路径的工作按计划执行。在保证主关键路径的按时完成的同时，也需要防止次关键路径或非关键路径存在意料之外的制约而上升为主关键路径。在实际调试过程中，制约因素通常是逐渐暴露出来的，所以为防止影响主关键路径，对非关键路径上的工作也要给予足够的关注。

通过编制调试逻辑图，一方面可以明确关键路径工作，将资源重点向主关键路径和次关键路径倾斜，可以推动甚至提前计划的完成。另外，通过此路径图可以明确需外部配合工作阶段及责任。再次，对于非关键路径上的路径，也需要尽量梳理齐全，防止遗漏事项对主线造成制约。在二号机调试实践中，以调试逻辑图的形式推进现场进度，取得了良好的效果，从系统移交到首次启动仅用时18天，相比一号机缩短一倍的工期。

2.2 系统设备/设计缺陷处理及单体调试一体化计划

在一号机冷试热试过程中，CVS系统暴露出大量的设备问题和设计问题。在二号机调试过程中必须要充分将调试逻辑、设备采购到货时间，建安变更施工逻辑等因素结合考虑，同时考虑核岛整体调试里程碑的需求，制订系统一体化工作计划。下面以CVS系统单体调试-预运行试验之间的逻辑图（图2）为例进行说明。

为满足系统预运行试验需求，从三个方面着手，第一是是对系统的各个设备执行单体试验、第二是设计变更及设备缺陷处理、第三是预运行试验的相关准备。单体试验和设备缺陷处理存在较为复杂的逻辑关系，加上设备采购到货时间的不确定性，给计划的制订造成很大难度。下面以各子系统为例分别进行说明：净化回路子系统的主要变更及缺陷有树脂床泄漏更换、更换后的系统试压、下泄流量计孔板设计变更、PV32阀门更换、PV33止回阀更换，CVS-V219到货滞后等。包内主要单体调试工作包括，气动阀调试、电动阀调试、建安管路冲洗、手动阀试验等。上述工作的核心工作是树脂床回路试压，建安试压工作的主要先决条件为：系统封闭，包含正式设备回装，临措安装，此外，为避免PV32安装后重复试压，将阀门回装安排在试压前执行，另外需完成AOV调试，以满足试压时的阀门在线需求。试压完成后，恢复剩余的正式设备，试压临措等。系统其他变更如PV33更换，流量元件更换等也安排在此窗口执行。待系统全部恢复到设计状态时，执行剩余AOV、MOV调试以及仪表调试工作，及具备预运行试验条件。另外，CVS-V219由于到货时间过晚，导致氢气相关工作相对滞后。

对于补水子系统，根据一号机经验反馈，其主要设备均存在不同程度的缺陷。补水泵的垫片和机封根据厂家文件需要进行更换和维修；CVS-V115为硼酸浓度调节阀，调试过程中发现其定位器无输出，需要更换；CVS-V157为补水流量调节阀，一号机发现阀门阀芯设计存在缺陷，气蚀较为严重，阀笼需更换为水力性能更好的结构。

2.3 系统预运行试验逻辑

CVS-501预运行试验主要三大部分内容：第一部分为单体试验验证，主要包括远程控制阀门试验和仪表试验；第二部分为流道试验，这部分又可分成三个小章节，第一章节是树脂床相关流道试验，包括停堆净化流道试验；第二章节是需要启动补水泵相关流道試验，其他则是系统内部流道验证；第三部分逻辑试验，主要包括泵相关逻辑试验和阀门逻辑试验。按照上述分类，将CVS-501试验划分为三条主线，如图3所示：

在实际执行过程中，结合机组整体调试主线计划，优先执行CVS系统调试主线一：树脂相关流道试验，优先执行无树脂流道试验，然后填充树脂，最后执行停堆净化流道试验。对于CVS调试主线二，主要针对CVS补水泵相关，由于CVS启泵先决条件较多，结合核岛整体调试计划安排，将其放在高液位期间执行。对于主线三，则在启泵试验之后执行，并同时执行相关实体变更，如CVS-V113安装方向调整，出口安全阀CVS-V160更换等。通过上述调试逻辑安排，CVS-501试验整体进度较快，用一个月时间即完成程序的80%，完全满足冷试里程碑的需求。

3 结束语

海阳二号机CVS系统调试在一号机的基础上进行了优化和尝试，除上述计划控制以外，还有以下两点经验，供后续AP1000项目参考：（1）文件准备。501程序在程序编制过程中充分吸取依托项目经验，包括海阳一号机调试报告和三门二号机的调试程序。在编制过程中即充分考虑到程序的可执行性。除此以外，还在几个方面做出了合理尝试，首先将部分热试程序整合进入冷试阶段执行，CVS双泵试验由于不涉及任何热态工况，将其放在冷态工况中验证，节省热试工期。第二、通过合理拆分试验章节，每个三级标题对应某个具体功能的试验，确保子程序的独立性和明确性，同时也便于程序的独立执行和修改。（2）逻辑优化。将逻辑试验和流道试验区分开，逻辑试验完全通过软件的方式进行验证，试验过程中不涉及任何系统的启动，节省人力和工期；对于流道试验由于需要各项先决条件较多，则需要窗口尽量一并执行。集中力量在一个窗口推进，效率较高。

本文结合海阳核电厂CVS系统一二号机调试实践，对系统调试过程中的良好实践和经验反馈进行总结，以期为后续项目提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]孙汉虹.第三代核电技术AP1000[M].北京：中国电力出版社，2010.