核电厂误安注分析

□刘利光 蔡晓辉 刘凯华

一、适用条件及原因

(一)适用条件。安注系统的主要功能是在反应堆冷却剂系统发生失水事故时，通过向堆芯注入冷却水，防止燃料包壳熔化，并保持堆芯的几何形状和完整性；在主蒸汽管道破裂事故工况下，向反应堆冷却剂系统快速注入浓硼溶液，以补偿由于不可控地产生蒸汽致使反应堆冷却剂过冷而引起的容积变化和反应性的增加，从而可以使反应堆迅速安全停堆，并防止重返临界。误安注事故规程I3.1的适用条件，在初始稳压器压力高于P11(一回路压力低)，SI(安注)没有闭锁的情况下(包括功率运行、热备用、热停堆、安注未被P11闭锁的中间停堆状态)，如果发生过量安注时应进行的操作。有两种情况为安注过量：误安注和无用的安注。

(二)原因。误安注和无用的安注可能发生以下几种情况。第一，二回路过度冷却(负荷过度增加，主蒸汽隔离阀下游的蒸汽管道打破口)，蒸汽流量高和一回路平均温度低低P12符合或与蒸汽压力低符合，或蒸汽管道压力低低，或稳压器压力低。第二，辅助喷雾阀或正常喷淋阀误打开并卡开或一个稳压器安全阀误开启，稳压器压力低。在温度和辅助喷雾流量有利的条件下(高温度、低流量)，稳压器电加热器可以补偿辅助喷雾的影响，既不会发生反应堆紧急停堆也不会发生SI启动。如果情况不是这样，SI一启动就抑制了辅助喷雾流量，SI是无用的。第三，RCP 005、006、013、014MP(稳压器压力表)经选择器产生的误信号，稳压器压力低。RCP 005、006、013、014 MP经过选择器产生的误信号会导致两个正常喷雾阀打开，并关闭所有电加热器。在压力低于14.5MPa时，自动关闭这些阀门可以避免引起反应堆紧急停堆和启动SI，除非发生阀门机械性失效。第四，RCV 003VP(下泄壳外隔离阀)下游的下泄管线裂，稳压器压力低。第五，LNC或LND(220V不间断保护电源)失电，导致蒸汽管道流量高信号出现，此时如果一回路温度控制不好，达到P12定值，则发生安注。第六，若做T1试验一个通道没有完全恢复，接着做另一通道，则2/3或2/4则会触发安注。第七，停堆后若停机信号没有触发，干预不及时(不立即手动停机)也可能会安注。第八，GCT-C压空管失压导致GCT阀门全开，可能导致一回路过冷不可控降压而引起安注。

二、规程的关键操作步骤及说明

该规程是从A0规程进入的，A0是安注发生以后的事故规程，在该规程中，在排除了蒸发器传热管破裂，排除了一回路或二回路破口后，判断为安注过量后，进入误安注规程。

在I3.1规则的入口，首先检查LNC和LND配电盘的供电是否正常。事实上，LNC或LND配电盘丧失供电会产生一个虚假的SG蒸汽流量高信号，可能导致SI。在热停堆时，这个配电盘失电，如果一回路过度冷却引发P12，会引起SI。一旦NSSS稳定(上充-下泄运行)，操纵员在I3.1结束后，经过DEC事故诊断规程返回I11C或I11D(保护电源220V AC失电)能够开始连接供电。LNC或LND失电还会导致其他仪表的不可用，如稳压器压力水位、蒸发器压力水位等，能比较明显判别出来。

(一)反应堆冷却剂泵的停运。反应堆冷却剂泵是核电厂最重要的设备之一。在整个规程定期监视中，如果不满足运行条件，停运正在运行的主泵，使其不至于损坏。反应堆冷却剂泵的保护不是安全准则。然而，除了稳压器误喷雾的情况，尽可能保持反应堆冷却剂泵运行，特别是保持正常喷雾可用。安喷发生则要停运主泵，以防止电机受到水淋湿使得电机绝缘下降而烧毁。此外，如果2台主泵被停运，开始自然循环，反应堆冷却剂系统流体膨胀，加速了稳压器水位的上升。而且自然循环不利用堆芯余热的导出。

(二)稳压器压力故障措施。若RCP 005、006、013、014 MP经过选择器产生的压力整定值故障上漂，会使两个喷淋阀以外开启，一回路压力持续下降，直至停堆。一旦停堆前还没有确认故障及处理方案，则很容易会发生安注。因为停堆时的压力已经到达13.0MPa，而距离发生安注的定值11.83MPa已经非常接近。停堆后，一、二回路操纵员及协调员都在执行事故规程，而值长需进行对外通报及执行SPI规程，把握机组总体状态关键参数等。

三、安注控制及恢复

一旦发生稳压器满水，一回路处于水实体状态，一回路压力会剧烈波动，导致稳压器安全阀开启放射性外泄，或者堆芯内部发生局部沸腾造成堆芯受损。为了避免稳压器满水，必须尽可能早地终止安注。

(一)终止安注。停运高压安注泵和隔离安注管线是终止安注的主要措施。分为以下两个主要步骤进行。关闭2台高压安注泵中的1台。当1台高压安注泵已经关闭后，隔离硼注入箱和RPV的高压注入管线。以上两个动作的每一个动作之后，如果参数△Tsat或稳压器水位向不利的方向发展，并且到达下限值，这这意味着SI不是过量。

(二)稳定一回路温度和压力。安注大量注入时，冷水进入一回路温度下降。SI的关闭，引起一回路温度上升。在安注流量稳定后，甚至是安注管线已隔离的情况下，稳定一回路压力，必须稳定二回路的蒸汽压力。在冷凝器可用的情况下，用GCT-C自动控制一回路温度。在冷凝器不可用的情况下，设定GCTa的整定值站为SG内的蒸汽压力值且确定手动控制站处于自动。在稳压器没有满水的情况下，只要稳压器不在饱和状态，稳压器水位的下降也将引起一回路压力的下降。在稳压器满水的情况下，不要首先试图使稳压器排水，应该通过自动上充和手动下泄稳定一回路压力，或如果上充不可用，通过主泵轴封注入和过剩下泄，如果必要，手动投入电加热器加热来稳定一回路压力一旦稳压器已经到达饱和状态(稳压器液相温度T=Tric+Tsat)，如果水位等于100%，必须重新建立稳压器蒸汽空间。

(三)过渡到退防状态。在误安注的原因查明并消除后，且安注及NSSS系统都已稳定的情况下，准备向正常工况过渡。反应堆停堆断路器复位，只有所有停堆信号已经清除，才能执行这个动作。而反应堆停堆断路器复位动作必须尽快完成。因为只要停堆断路器打开，P4信号存在，安全注射信号被闭锁。

四、结语

安注发生后，按要求进入A0规程，此时一二回路操纵员需进行自动确认，在一系列自动动作确认以后，若确认是误安注，在5分钟以后就必须及时终止安注，以避免稳压器满水。对于一回路，首先要将所有的稳压器电加热器投入运行以加热稳压器内的不饱和水,然后复归安注和CIA(安全壳A阶段隔离)信号，先要停运一台高压安注泵。若确认安注过量则要进行恢复上充下泄的操作(先投上充后投下泄)，稳定稳压器水位和压力控制，在状态稳定后，需要向正常状态过渡，将上充泵吸入口切回容控箱，停运低压安注泵，然后就是控制反应性，必要时硼化、复位“通量变化率高”停堆信号，将控制棒提到要求位置。在一回路操纵员确认走I3.1后，二回路操纵员要先确认LNC/LND是否失电，失电的话要将相关的主控控制及时切除。然后就是控制蒸汽发生器的水位和稳定一回路的温度，如果一回路温度不能维持，则要隔离相关蒸汽用户并有可能由此进入别的规程(A2.1或A2.2)。