某核电机组热态功能试验项目完整性研究

谢毅晖　关晋涛

摘  要：热态功能试验是机组进入装料和带核调试之前的一次彩排，涉及众多试验项目，完整的试验项目对核电厂调试、安全稳定运行具有重要意义，对热态功能试验项目的完整性进行研究非常重要。在完整的试验项目基础上，可进一步开展试验项目逻辑的优化工作，缩短热试工期，提高安全性。

关键词：试验项目;热态功能试验;完整性研究

中图分类号：TM623.2 文献标志码：A        文章编号：2095-2945（2019）31-0011-04

Abstract： Thermal function test is a rehearsal before the unit enters into loading and nuclear commissioning， which involves many test items. The complete test project is of great significance to the commissioning， safe and stable operation of the nuclear power plant. It is very important to study the integrity of the hot function test project. On the basis of the complete test project， the logic optimization of the test project can be further carried out， the thermal trial period can be shortened and the safety can be improved.

Keywords： test project; thermal function test; integrity study

1 概述

某核电机组是在引进、消化、吸收、全面掌握AP1000非能动技术的基础上，通过再创新开发出具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。其设计寿命为60年，单机容量153.4万千瓦。

调试作为建安向机组运行的过渡阶段，是核电生命周期的重要环节。通过调试，实现核电厂并网发电功能，并验证核电厂能在设计规定的运行工况下安全、可靠的运行，验证设备制造、施工和安装质量，保证构筑物、系统和设备的性能符合设计和安全要求。热态功能试验是整个调试期的一个阶段，热试期间，在尽可能模拟核电厂实际运行的条件下，验证系统性能是否与规定要求相一致。

某核电机组热态功能试验是机组进入装料和带核调试之前的一次彩排，涉及众多试验项目，完整的试验项目对核电厂调试、安全稳定运行具有重要意义，对热态功能试验项目的完整性进行研究非常重要。在完整的试验项目基础上，可进一步开展试验项目逻辑的优化工作，缩短热试工期，提高安全性。

2 热态功能试验完整性评估方法

热态功能试验项目需要满足并参考核安全法规和导则、设计文件（机组及系统功能）、其他堆型核电横向比较等几方面要求，这些都是进行试验项目完整性分析的输入（图1）。

2.1 核安全法规与导则

《核电厂运行安全规定》HAF103对核电厂调试提出了必须满足的最低要求，但未展开说明，《核电厂调试程序》HAD103/02对HAF103的有关条款进行了说明和补充，该导则对核电厂调试试验项目有较为系统的规范，是指导国内核电调试的重要文件，是国家核安全局对各核电厂调试大纲进行评审的重要依据，具有法律效应。该文件虽然是指导性文件，但核电厂调试过程中仍应满足该导则的要求。该导则的附录Ⅰ“调试试验的详细项目”对核电调试试验项目有明确的规定，是评价试验项目完整性的最低要求，进行试验项目完整性评估时首先就要满足其要求。

该导则附录Ⅰ所考虑的试验项目既不完全包括也不能适合各种类型的反应堆，但提取了核电站的共性特征，该导则发布于1987年，当时还未出现第三代非能动压水堆核电厂，文中某核电机组特定设计了非能动安全特征，其试验要求存在不同的地方，可能需要一些附加的或不同的试验。“Initial Test Programs for Water Cooled Nuclear Power Plant”RG1.68-2007包含了对非能动特性试验的要求，在进行试验项目完整分析时，可作为HAD103/02导则之外的参考和补充。

综上所述，在核安全法规导则层面，某核电机组试验项目设置必须满足核安全导则HAD103/02的要求，同时，对于非能动特性要求还应参考RG1.68-2007的要求。

2.2 设计文件（系统及机组功能）

一个核电厂是由许多系统组成的。每个系统执行着一种或几种特定的功能。调试的目的之一就是要验证系统和设备的性能符合设计规定的性能指标。调试参考的主要技术性文件就是設计方和设备制造商提供的工程设计文件，这类文件供设计、安装、调试和运行人员作参考，因此调试试验项目必须满足设计文件的要求。通过前期对某核电机组调试技术体系框架的研究成果，并研读各类设计文件的内容，得出进行调试试验项目完整性分析时要从安全分析报告（SAR）和系统设计规格书（SSD）/系统手册入手。这两类文件也是实践中进行试验项目规划和试验程序编制过程中最重要的参考文件。

2.3 其他堆型核电厂

中国核电起步于上世纪80年代，中国第一座自行设计、建造与调试的秦山核电于1985年3月浇灌第一罐混凝土，1991年12月成功并网发电。引进法国M310核电技术的大亚湾核电于1987年开建，由中法共同建设与调试，机组于1994年投入商运。引进俄罗斯VVER核电技术的田湾核电于1999年开建，由中俄共同建设与调试，2007年投入商业运行。课题组成员在调研了福清核电华龙一号机组的基础上，借鉴AP1000依托项目调试经验，开展某核电机组热态功能试验项目的完整性评估。

3 RCS（反应堆冷却剂系统）热态功能试验项目完整性评估

本文以某核电机组RCS（反应堆冷却剂系统）系统为例，进行RCS系统热态功能试验项目完整性评估。

3.1 核安全法规导则对RCS系统热态功能试验要求分析

逐条梳理HAD103/02对反应堆冷却剂系统的试验要求，并分析RG1.68与HAD103/02要求的差异，得到核安全法规导则对RCS系统的试验要求（表1）。

3.2 設计文件对RCS系统热态功能试验要求分析

从设计文件（系统及机组功能）层面分解出发，对热试试验项目进行完整性评估，功能分解按照功能图的模式开展（图2）。

在进行试验项目评估时，需要从设计文件系统出发，建立调试文件系统，具体关系为：法规、安全分析报告、系统规格书为设计文件层面，机组调试大纲/系统调试大纲、试验规格书、试验程序为调试文件层面。本文在进行热试试验项目完整性评估时，首先考虑法规、安全分析报告层面的要求，然后参考系统规格书相应内容，梳理并导出各个系统调试试验项目，然后根据工况，确定热试试验项目。

反应堆冷却剂系统（RCS）的功能可分为安全相关、纵深防御、非安全相关和其他与取证相关的功能。例如：安全功能主要指：限制、控制、缓解及终止可能导致RCS意外泄漏的事件，并维持放射性水平低于10CFR 50.34限值。安全有关功能主要用于：

（1）维持反应堆冷却剂压力边界的完整性;

（2）停堆和维持安全工况;

（3）防止和缓解可能导致厂外泄漏的事故。

基于RCS系统维持反应堆冷却剂压力边界完整性功能、堆芯冷却功能、过程监测功能所涉及的到设备，导出RCS系统热态功能试验项目清单如下：

（1）RCS波动管热分层试验;

（2）RCS系统装料前泄漏率试验;

（3）稳压器压力、液位和喷淋试验;

（4）主泵惰转、主泵滑移试验;

（5）仪表校准试验;

（6）反应堆冷却剂流量测量试验;

（7）一回路水化学试验。

3.3 其他堆型核电厂对RCS系统热态功能试验要求分析

某核电机组RCS系统的热态功能试验项目导出参考了AP1000机组热试试验项目设置。具体参考了AP1000机组设计文件体系及调试文件体系。具体见表2。

参考文献：

[1]HAD 103/02.核安全导则[Z].