CPR1000核电地震仪表系统大修年检工艺优化

2018-08-09肖志慧

中国设备工程 2018年14期

肖志慧

（辽宁红沿河核电有限公司，辽宁大连 116000)

地震仪表系统（KIS）是非安全级系统，通过实时监测核电厂地面振动加速度来保障机组安全运行，另外收集核电现场地震详细信息，用于核电厂安全状况分析与评价。根据相关法规要求，要求地震仪表系统每月执行一次通道检查；运行期间，每6月进行一次通道功能试验；每18个月或换料周期（按照周期短的执行）进行一次通道标定。

本人经过数轮KIS系统大修年检工作，总结运维经验，参考历次大修的经验反馈，提出了三项KIS系统大修年检工作工艺流程优化方案，并在后续的KIS系统大修中正式实施，取得良好的效果。

1 地震仪表系统介绍

1.1 地震仪表系统功能

地震仪表系统实时监测地面振动加速度，当地震到达时，监测并记录地震发生前约10秒到地震结束后约30秒的完整地震事件。当地震发生时，KIS快速生成核电厂现场实际地震动情况，综合地震详细信息及时为核电厂的决策者判断是否需要进行干预，为机组控制和继续运行提供重要参考依据，既避免不必要的停堆，也防止核电厂在不安全的状态下继续运行。

KIS系统一旦检测到有达到或者超过设定值阈值的地震事件时，将实现以下功能：（1）进行地震加速度数据采集、保存完整的地震事件数据。（2）向核电厂主控室发出地震事件报警。（3）可打印输出设定测点的加速度反应谱数据表、反应谱曲线图、加速度时程曲线等。（4）KIS系统所获得的地震数据，作为核电厂承受过的地震的基础数据长期保存，可供震后安全分析，判断主要结构和设备部件有无损伤，是否需要维修和抗震加固。

1.2 地震仪表系统组成

某CPR1000核电机组KIS系统仪表设备安装在反应堆厂房、核辅助厂房、电气厂房的基础上和自由场地上，包括7个三轴向加速度传感器(MZ)和4个无源峰值加速度计(LZ)，其安装位置见下表1。

2 优化前后大修工艺对比

KIS年检测试主要包括检测AC-23三轴向加速度传感器噪声试验、响应试验和功能试验，利用专用软件打印噪声、响应和功能试验曲线；AC-23三轴向加速度传感器主要参数的振动台测试，包括灵敏度、横向轴灵敏度和幅频特性；PAR400-1无源峰值加速度计的参数标定，包括阻尼、灵敏度和对称性；此外还有KIS系统报警触发功能测试，KIS系统总调测试。大修期间KIS系统年检需要将所有传感器拆回进行标定。

表1 地震仪表系统仪表布置

2.1 无源峰值加速度计（KIS003LZ）拆装优化

KIS003LZ无源峰值加速度计位于核岛穹顶最高点附近，标高+55m，是4个无源峰值加速度计位置最高的传感器。优化前运维人员首先需要将KIS002LZ拆除，然后带回实验室进行标定，标定完毕后再重新回装，大修期间需要两次攀爬穹顶。KIS003LZ位置较高，拆装人员从+24m平台攀爬竖梯到+55m平台，需要至少2名作业人员，高空坠落风险大，也是KIS系统年检工业安全风险最高的一项工作。

优化后的方案，运维人员首先拆除KIS004LZ，该无源峰值加速度计位于1#主控室，标高+19.4m，日常运行期间方便可达。将其拆除后立即进行检定，检定合格后，运维人员携带该传感器替换KIS003LZ。

KIS003LZ拆装的优化，至少减少了2人次攀爬穹顶的过程，降低了KIS003LZ传感器拆装的工期，减少一次人员高工作业次数，大幅降低工业安全风险。

2.2 KIS系统年检专用工具打孔优化

KIS002LZ无源峰值加速度计位于1#反应堆厂房+38m环吊层，属于高空临边作业，空间极其狭窄，且栅格板下方环境复杂，设备部件或者工具掉落会对防异物管理控制带来困难，因此传感器拆除和回装工作过程对人员的精细操作、防工具掉落和防异物提出严格要求。另外传感器拆装专用工具细小不易进行绑扎（见图1），即使进行绑扎也有极大滑脱的风险。

为彻底解决该问题，运维人员提出优化方案，提前对专用工具进行了处理，对部分细小工具进行打孔（见图2），再进行绑扎，排除专用工具滑脱风险。

图1 优化前KIS系统专用工具

图2 优化后KIS系统专用工器具打孔

2.3 控制区内三轴向加速度传感器拆装优化

控制区内三轴向加速度传感器有5台，分别是KIS002MZ、KIS003MZ、KIS004MZ、KIS007MZ 和KIS008MZ。优化前的工艺流程与KIS003LZ类似，运维人员首先将上述传感器拆除，返回实验室进行标定试验，检定合格后再将传感器回装。KIS系统运行经理提前采购了七台AC-23三轴向加速度传感器备件，大修开始后首先对7台备件进行检定工作，检定合格后，携带其中五台传感器进入辐射控制区，将控制区内的上述5台传感器替换，一次即可将控制区内的传感器状态设置完毕。年检工作的工艺流程改进和作业过程优化，较之前历次大修相比，减少一次班组控制区内作业次数，大幅减少了班组成员核控制区内作业时间，一定程度降低作业班组集体剂量，优化方案符合能源行业标准的相关要求，即仪表的布置、安装和维护设计应遵守辐射防护的合理可行尽量低（ALARA）准则。同时，工艺流程的优化也大幅缩短了KIS地震仪表系统年检工期。