识别主热净化系统过滤器更换过程中风险分析及应对措施

尹训利

（中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴314300）

1 主热净化系统简介

1.1 主热净化系统流程简介

秦三厂主热传输净化系统在正常运行工况下一直保持运行，其功能主要是过滤和净化主热传输系统冷却剂；调节主热传输系统的pH值在合适的范围内（10.2～10.4），降低主热传输系统管道的腐蚀和重水辐照分解，并为主热传输压力和装量控制系统提供下泄回路。主热传输净化系统的净化流来自1#主泵与3#主泵的出口，分别通过一台再生热交换器和一台净化冷却器冷却后，进入过滤器、离子交换柱与再生热交换器的壳侧回到主热传输系统。

1.2 主热净化系统正常运行参数简介

主热传输净化系统的净化流来自1#主泵与3#主泵的出口，其正常运行的参数范围如下：

过滤器压差63335为17~200kPa

离子交换柱压差63335 PT9 AX-362<520kPa

管道过滤器压差63335 PT10 AI-1117<200kPa。

1.3 主热净化系统过滤器

秦三厂主热传输净化系统的过滤器有两个，过滤器3335-FR1、FR2滤芯是原先设计由波纹纸板制造的，由于对于杂质等的每台过滤器的截留颗粒大于5微米，在运行实践中发现该型过滤器对于杂质的过滤效果不明显，现在已经通过设计变更将2#过滤器滤芯改成0.1微米的玻璃纤维。主热传输净化系统的过滤器（3335-FR1、FR2）位于R/B-402房间内63495系统的分析仪旁边。正常情况下一台处于正常的投运状态，一台处于备用状态。随着机组的运行，杂质和破碎树脂等在过滤器上沉积，引起过滤器的压差增大，当压差达到200 kPa时发出高压差报警，此时需要过滤器切换到备用过滤器运行，然后根据规程对过滤器进行更换。

2 主热净化系统过滤器更换流程

主热传输净化系统需保持连续运行以保证主热传输系统的杂质水平，PD值和离子水平在正常的范围以内，主热传输净化系统的过滤器在滤网压差超过200 kPa或者过滤器连续运行18个月以后需要进行更换。

3 主热传输系统过滤器更换中的事件及原因分析

3.1 事例一

2017年3月，秦三厂二号机组在执行3335-FR2的更换操作，在执行3335-FR2的吹扫的过程中，由于3335-FR1疏水阀3335-V13存在内漏，导致在进行3 335-FR2吹扫时，介质从3335-V13处经过3335-V43进入38310系统，最终引起泄漏。在R014房间回收介质42.6 kg，3335-FR2更换工作没能按计划开展。其泄漏流程如图1所示：

图1 二号机组3335-FR2的更换操作流程

原因分析：

（1）运行规程存在不足。

98-33350-OM-001第4.2.3节“更换过滤器3335-FR2的滤芯”第2~7步对3335-FR2进行隔离并卸压后，第8步对3335-FR2隔离边界进行了验证，但该程序缺少对3335-FR2吹扫边界验证的相关步骤。

该章节第11步疏水切换吹扫的条件为“3335-SG1或3381-SG12的水流停止后”，因为3335-SG1现场为水平布置，其底部残余少量水时现场无法准确判断是否疏水结束。

本次操作，一名现场值班员在11∶00左右检查3381-SG12有小股水，汇报主控后因其他工作离开反应堆厂房。另一名现场值班员在现场监视3335-SG1，至11∶40检查3335-SG1只有底部一摊水，未发现明显水流迹象，判断认为水流已停止，疏水结束。因程序缺陷，现场值班员B未确认3381-SG12状态，随后根据程序将3335-FR2疏水切换到吹扫状态。

根本原因：

（2）2-3335-V13存在内漏，导致重水泄漏。

促成原因：

运行规程存在不足，没有对过滤器吹扫回路的严密性进行验证，以及判断是否疏水干净的方式不准确。

3.2 事例二

2017年4月，运行值在根据OM执行在3335-FR1疏水、吹扫时，3381-SG12始终有小股水流，怀疑3335-V9、V14可能存在内漏，为验证3335-V9阀门是否存在内漏，现场关闭了3335-V7。现场在关闭了3335-V7后，因3335-V9内漏，3335-V10关闭情况下，水从逆止阀3335-V11反向流经3335-V12，最终从氮气系统减压阀3353-PRV5处漏出。

原因分析：

因为风险分析不到位，没有考虑到如果3335-V9确实存在内漏，在关闭3335-V7后，介质将积聚在3335-V7、V10上游，同时未考虑到逆止阀3335-V11在未承压时存在逆止不严的情况,会引起泄漏。

根本原因：

3335-V9存在内漏，导致重水泄漏。

促成原因

本次事件中，运行人员对3353-PRV5如果下游重水管线压力升高时可能导致3353-PRV5超压漏水的风险认知不足，在规程中也没有相应的风险提示信息。秦三厂的反应堆厂房氮气系统设计工况的运行压力是0.7 MPa，运行温度是65℃。3353-PRV5调节压为4.5~5.5psi（31~38kPa）其超压保护0.69 MPa（100psi）。

4 主热传输净化系统更换过滤器中风险应对措施

4.1 增加管道上泄漏探测装置

在系统的风管上加装加bettle报警装置。在过滤器的使用仪用压空吹扫的过程中，如果出现隔离阀内漏，将会导致介质进入风管中。由于风管适用流体为空气，所以水会在风管低处聚集，可以在风管的低处加装bettle报警装置，提供辅助的监视重水泄漏的监视手段。

4.2 主热净化系统过滤器重新选型及隔离阀门

通过选择新型的主热净化系统过滤器，其使用寿命可以达到24个月，以此来保证主热净化系统过滤器的更换窗口和大修的窗口可以吻合。增加四个电动隔离阀介质泄漏的风险将会降低。对边界隔离阀门重新选型，选择密封性更好的阀门，减少系统的泄漏。

4.3 主热净化系统过滤器两块就地压力指示表的变更

在过滤器的更换过程中，主热净化系统的两块就地压力指示表系统的监视非常的重要，这两块就地压力指示表用于确认过滤器滤芯的更换，压力指示为0 kPa时，说明所隔离的过滤器已完全疏水。表计的量程换成电子式的压力表上加装小量程的压力表用于指示压力并且在压力表前加装隔离阀用于压力表的投切，避免压力表的损坏。

4.4 运行规程完善

在规程增加验证吹扫回路严密性的操作步骤，增加关于3353-PRV5下游管线压力高可能介质反充超压漏水的风险说明和应对措施。

4.5 加强相关参数的监视

监视参数储存箱液位，当由于阀门内漏导致净化系统的介质泄漏时，可以通过监视收集箱的液位在吹扫以后是否存在明显的拐点来监视净化系统是否存在泄漏。如图2所示。

图2 主热净化系统过滤器吹扫期间收集箱的液位变化趋势

4.6 对于边界管道的温度进行测量

在疏水的过程中，检测边界管道温度。在使用氮气吹扫的过程中，管道的温度应该接近室温。如果边界隔离阀存在内漏，将会有约55℃的重水流到吹扫的管道中，如果泄漏量明显将会加热管道，边界管道的温度将会上升。

5 结语

因为过滤器的更换为在线更换，所以对于压力边界的密封要求更加严格，重水泄漏的风险增大。因为秦三厂大修周期变为24个月，导致过滤器更换的窗口和大修的窗口一般不能重合。通过优化规程，更换相关设备，加强对于参数的监视，加强对于边界阀门存在内漏的风险分析，保证在更换过滤器的过程中泄漏的风险降到最小，如果出现泄漏第一时间可以识别并及时的恢复，减少介质损失和污染。