M310核电机组安全壳喷淋系统运行改进

摘 要：通过对运行事件的反馈和系统设计的分析，提出M310核电机组安全壳喷淋系统运行的相关改进建议，主要包括防止氢氧化钠污染的改进，事故后氢氧化钠注入方式改进，增加安全壳临时喷淋功能等，以确保EAS系統可靠实现安全功能。

关键词：安全壳喷淋系统;氢氧化钠;KRT联锁信号;安全壳临时喷淋

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.173

在M310机组上，安全壳喷淋系统（EAS）是核电站专设安全设施之一，它是在设计基准事故工况下唯一可排出安全壳内热量的系统，用于当一回路失去冷却剂或安全壳内蒸汽管道破裂事故工况下使安全壳温度和压力保持在可承受的值，以保证安全壳的完整性。

本文主要针对M310机组调试、运行期间EAS系统出现的问题进行了分析，并就这些问题的处理方案给出了相关建议。

1 防止EAS系统氢氧化钠污染换料水箱运行分析

M310机组调试、运行期间，偶尔发现，一回路钠含量异常高，通过取样浓度初步判断，应该是EAS系统的氢氧化钠进入到主回路中，为使水质合格，耗时耗力，给机组运行带来诸多不便。

1.1 EAS125VR增加手轮

福清核电EAS125VR为气动球阀，是化学添加剂贮存箱（EAS001BA）出口氢氧化钠注入管线上的隔离阀。该阀门失电或失气情况下会全开，无法做到可靠隔离。EAS定期试验以及日常隔离工作中经常会遇到需要隔离EAS125VR的情况，如执行定期试验验证EAS001BA液位低信号关闭加药阀门逻辑，此时需要关闭EAS125VR并上锁防止换料水箱中的含硼水进入EAS001BA中;而该阀门失气或者失电均会导致其全开，若EAS125VR无法做到可靠的隔离，将有可能导致硼酸进入EAS001BA中。

因此，目前已将EAS125VR改为带手动装置的气动球阀，以实现阀门可靠隔离。通过实施改造，大大提高了阀门隔离的可靠性，有利于日常运行。

1.2 EAS125VR正常运行方式调整

设计上，在正常运行时，EAS125VR保持在开启的状态，在安喷启动后，安喷信号将再次发送开启命令，确保EAS125VR开启。然而，当EAS125VR保持开启时，从换料水箱吸水阀门内漏或未完全关闭的情况下，换料水箱的含硼水可能污染EAS001BA;另外，当EAS加药泵启动时，也有氢氧化钠污染的风险。

因此，建议在正常运行时，EAS125VR保持在关闭的状态，此时氢氧化钠注入功能不会受到影响;而且EAS125VR是失气全开阀门，紧急情况下也可以现场放气并手轮开启。

1.3 EAS125VR前增加手动隔离阀

为了防止阀门内漏可靠隔离EAS125VR，防止氢氧化钠进入换料水箱，以及换料水箱含硼水进入EAS001BA，建议在EAS001BA的出口设置了一个手动隔离阀，这样可以在试验前通过关闭手动隔离阀来替代关闭EAS125VR，对增加的手动隔离阀进行行政管理以确保安全。

1.4 运行定期试验时EAS加药泵运行方式改进

根据流程，EAS加药泵出口管线如果布置不当，当EAS加药泵启动时可能将流体打到EAS125VR一侧，在进行定期试验时可能进入换料水箱。EAS加药泵每8小时运行20分钟。因此，如果EAS加药泵在运行时，此时进行EAS系统的定期试验，使EAS注入泵启动，由于泵的抽吸作用，也可能吸入氢氧化钠，所以执行定期试验时应注意，在试验开始前，应确保试验过程中EAS加药泵不会启动。

2 EAS系统疏水排气阀封堵方式改进

设计上，EAS系统部分疏水排气阀门现场被焊死。如此设计，存在的主要问题有：

（1）系统疏水、排气困难，EAS疏水、排气仅使用泵体和热交换器处的疏水排气阀;

（2）机组启动时，对EAS安全壳地坑回路进行充水，使用的阀门均被焊死，每次大修都需要机械切割，重复切割焊接对管道有影响。

经过分析：

（1）这些阀门都处于低压状态，一道手动阀门应该可以完全密封住，且设计时充分考虑了EAS泵的汽蚀余量;

（2）正常情况下此处流体放射性不高，且可以通过阀门密封住。

因此，建议提出技改方案，将EAS系统上焊死的阀门改为法兰连接。

3 增加安喷启动后氢氧化钠注入联锁信号

在一回路破口导致的安喷启动后，需要向安喷溶液中注入氢氧化钠，以中和硼酸使安全壳内设备免受腐蚀，减少氢气的产生量和捕捉放射性碘，从而达到保护环境的目的。而当二回路出现破口时就无须向喷淋液中添加氢氧化钠。因此在福清核电M310机组设计中，氢氧化钠在安喷启动5分钟后开始投入，以便操纵员根据破口的性质决定是否投入，但是当安喷启动后，操纵员忙于判断状态、执行事故规程、稳定机组状态，5分钟内判断出破口位置，并采取措施避免氢氧化钠投入，几乎是不可能的。法国曾有多个核电站发生过误喷淋时喷淋液混入氢氧化钠事件，给电厂造成巨大经济损失。

针对此问题，为了提高安喷信号启动后的加药功能的可靠性，建议作出如下改进：

（1）在EAS加药启动逻辑中增加安全壳放射性剂量高的联锁信号。只有该信号同步触发后才驱动加药阀开启。信号为二取一，只要有一个KRT仪表触发，就认为安全壳放射性剂量高;

（2）为了防止出现由于传感器或逻辑处理回路故障而出现的拒动或误动现象，在主控后备盘台上分别增加手动启动和闭锁加药功能的按钮，启动功能和闭锁功能分别设置两个按钮，只有两个按钮同时触发，启动或闭锁功能才生效，以防止误动。

4 增加安全壳临时喷淋功能

日本福岛核事故后，为了进一步提高核电厂的安全性，各核电厂进行了系列改进项，包括一回路应急补水、二回路应急补水等，大大提升严重事故下缓解事故后果的能力。

当发生全厂断电时，由于失去动力电源，EAS正常喷淋无法投入，安全壳压力升高时，只有通过安全壳过滤排放来控制。为此，迫切需要增加手段来降低安全壳压力，以应对严重事故下，一次侧临时注水流量控制不当或双堆同时发生事故。

因此，可以考虑增设安全壳临时喷淋，紧密结合目前的一回路应急注水路径，一回路应急注水泵出口，一路可以向一回路应急注水，一路可以进行安全壳应急喷淋。当安全壳压力达到设计压力时，启动临时喷淋，通过一定流量向安全壳喷淋，持续一段时间，待压力下降到一定水平即可停止。

作者简介：王伟（1986-），男，湖北人，工学学士，工程师，从事核电厂运行。