秦山核电站防汛抗台事故预想分析

2022-03-16丁立飞

科技视界 2022年3期

丁立飞

（中核核电运行管理有限公司，浙江海盐 314300）

0 背景

秦山地区主要受季风影响。影响秦山核电所在海域，即杭州湾一带的台风主要是在浙江登陆的台风，据统计，1949～2020年的72年中，登陆浙江省的台风约有50次左右（中心风力大于等于8级的热带风暴、强热带风暴、台风三种称谓统称为台风）；2005年的“麦莎”台风、2006年的“桑美”台风、2008年的“森克拉”台风、2012年的“海葵”台风、2018年的“云雀”台风、2018年的“温比亚”台风和2020年的“黑格比”台风，都对秦山核电造成了较大的威胁。

台风或热带风暴常常伴有暴雨和雷电，因此在台风期间，还应密切关注海水水位变化，做好抽排水准备，预防厂房水淹并确保避雷系统的完整和可靠。秦山核电所处海域海生物较少，发生大规模海生物聚集堵塞取水口事件的概率较低，但存在上游河道泄洪引发的大量水草杂物堵塞取水口滤网的可能。因此，台风季节除了防范台风本身以外，还需重点防范因台风引起的强降雨导致内陆水库泄洪而产生的海水漂浮物。鉴于每年夏季秦山核电均会受到台风天气影响，防汛抗台事故预想以及相应的人员培训具有其必要性。本文主要从输电线路故障、人员问题、厂房进水/漏水和水库泄洪四个方面对秦山核电厂台风事故预想进行分析。

1 事故预想及分析

针对台风，秦山核电拥有相关完善的自然灾害应急预案（《EP-QS-2008+自然灾害应急预案》）以及完善的台风预警响应行动单（《EP-QS-20081台风预警响应秦一厂行动单》《EP-QS-20082+台风预警响应秦二厂行动单》《EP-QS-20083台风预警响应秦三厂行动单》）。台风自然灾害对于核电厂的影响主要体现在电源、水源、人员、设备等各方面。以下分别从输电线路故障、人员问题、厂房进水/漏水和水库泄洪四个方面进行事故预想及分析。

1.1 输电线路故障

台风等热带气旋严重威胁着电网的安全，台风过程中线路跳闸多为瞬时性故障，而永久性故障多因倒杆、断线造成，高电压等级线路通常设计风速重现期较长，总体上较为可靠，但中压配电线路倒杆、断杆、断线等现象十分严重，沿海配电线路抗风灾能力不容乐观。对于秦二厂，台风引起的输电线路故障可分为500kV外电网故障、主电源丧失以及主、辅电源丧失三种情况。

1.1.1 500kV外电网故障

500 kV外电网故障，会触发GPA第四类保护动作，引起机组甩厂用电运行（孤岛运行），主控操纵员根据P10盘1KPS121LA“孤岛运行”灯亮、发电机功率大幅下降、汽轮机转速大幅波动、核功率快速下降、500kV断路器5 GEW 032 JA和5 GEW 033 JA跳闸等现象判断，进入I5规程。

进入I5规程后首先进行机组带厂用负荷的确认，事故确认后执行相关操作将机组控制在孤岛运行的稳定状态，并避免停机、停堆。同时，还需加强辅变、应急柴油机、附加柴油机的关注，保证其可用性，防止事故扩大。

1.1.2 主电源丧失

台风导致的输电线路故障点还可能发生在发电机至主变之间（如主变、厂变或之间的20kV线路故障等），或者由于其他原因导致发电机及500kV断路器均跳闸，从而导致主电源丧失。主控操纵员根据反应堆停堆、主泵跳闸、LGC/D100JA断开等现象，运用DEC规程诊断，进入I2.1事故规程。

进入I2.1规程后首先进行规程再判，事故确认后立即进行自动动作确认，确认自然循环状态下稳定NSSS系统。若自动动作确认完毕后，主厂外电源可以立即恢复（台风引起的瞬时故障），则向正常状态过渡；若不能立即恢复主厂外电源供电，但主电源预计能在20min内恢复，则在自然循环状态下稳定NSSS系统，等待恢复主厂外电源；主电源预计不能在20min内恢复，则通过辅变启动一台主泵，在有一台主泵运行的状态下稳定核蒸汽供应系统；若主电源能在24 h内恢复，且LHP/Q可用，ASG水箱可以补水，则在当前状态下等待，然后向正常状态过渡，否则根据G5向RRA预热的双相中停过渡。

1.1.3 主、辅电源丧失

输电线路故障的极端情况下，可能500kV外电网、220kV外电网全部故障，同时发电机跳闸，导致主、辅电源全部丧失。主控操纵员根据反应堆停堆、主泵跳闸、LGC/D母线电压为零同时LHA/LHB电压均正常、主控正常照明丧失应急照明投入等现象，运用DEC规程诊断，进入I2.2事故规程。

进入I2.2规程后，首先进行规程再判，事故确认后立即进行自动动作确认，确认自然循环状态下稳定NSSS系统。如果至少一路厂外电源可以立即恢复，则向正常状态过渡；若自动动作确认完毕后，在自然循环状态下核蒸汽供应系统参数已经稳定，两路厂外电源之一可以在2h内恢复，则稳定在自然循环状态等待电源恢复；两路厂外电源预计在2h内均无法恢复则在自然循环状态下向RRA已经预热好的中间停堆状态过渡（170℃＜TRIC＜177℃，P＜2.7Mpa），GCT-A以14℃/h速率降温，以自然冷却和辅助喷淋相结合的方式降压（运行点离左极限为5℃或一、二回路压差大于10.5Mpa），等待电源恢复。

1.2 人员问题

人员问题包括人员受伤以及运行人员轮岗困难两大类。

1.2.1 人员受伤

台风自然灾害除了会导致设备损坏，更严重的会造成人身伤害，根据工业安全的指导方针“安全第一，预防为主，综合治理”，对于台风自然灾害引起的人身伤害事故，需要从预防和处理两个方面考虑。

为预防台风引起人员受伤事故，主要考虑从以下几个方面入手：

（1）户外临时搭建设备拆除或加固。

（2）高空或室外作业梳理，要求停工或工单迁出。

（3）提前搭设可供攀扶的绳索。

（4）医疗救护待命。

（5）尽量减少厂房外部活动。

对于已发生的人员受伤事故，应立即汇报主控，主控第一时间联系医疗救护，保证将人员伤害降至最小。

1.2.2 运行人员轮岗困难

台风自然灾害期间，一般会伴随着强降雨，再加上强风，严重时会造成交通瘫痪。考虑到运行倒班的特殊性以及运行岗位的重要性，在台风期间必须提前考虑运行人员轮岗问题，以保证顺利交接班，并防止运行人员长时间连续工作，从而防止降低对机组安全稳定状态的控制能力。

鉴于2020年“黑格比”台风期间运行三处成功的运行轮岗方案，可从以下两方面考虑：

（1）提前做好两班两倒或三班三倒预案。

（2）接班人员提前进厂，并在倒班楼或者早会室待命。

1.3 厂房进水/漏水

强风强降雨大概率会发生厂房漏水现象，尤其是MX、WX等厂房，雨水通过门窗、风阀、屋顶风机等处漏入或通过墙体渗入厂房。对于布置有电气设备的房间，更加需要加强漏水情况的关注。

此外，外部水淹也必须加以防范。比如2018年“云雀”台风期间曾出现过1/2 SEO 601/602 PO所在地坑来不及排水导致溢流、1MX循管坑满溢等事件。

针对厂房进水/漏水情况，考虑从预防以及处理两方面分析。

在台风来临之前，需要采取一系列措施预防厂房进水/漏水情况：

（1）检查各厂房门窗，包括柴油机厂房防龙卷风门；

（2）安装0 m层相应各房间防水挡板；

（3）抗台防汛物资检查，预置；

（4）核实当前地坑泵工作，台风前尽快恢复可用，必要时加装临时泵。

此外，为防止户外电气柜被雨水侵入引起故障，需要提前对主变、厂变、辅变等处的电气柜柜门进行检查，保证其处于正确关闭状态。

当发生厂房进水/漏水事件时，根据不同情况，主要可以从以下两个方面进行处理：

（1）固防，如关闭风门、加装防水板。

（2）排水，如加装临时泵。

1.4 水库泄洪

台风一般伴随着大面积强降雨，当内陆水库蓄水能力超负荷时会进行泄洪，伴随泄洪而来的问题是海水漂浮物剧增，而海水漂浮物的剧增会影响到CRF以及SEC系统鼓网的运行。

针对海水漂浮物引发的事故，秦山核电运行三处已编制了“功率运行期间海水取水口堵塞应急处理导则”。生产计划处负责相关水库泄洪信息的收集以及传达。当相关水库泄洪时，外围岗位值班员增加SEC、CRF泵本体运行监视以及海水漂浮物情况，常规岛岗位值班员监视CRF二次滤网、SEN电动滤水器反洗频率和运行，核岛岗位值班员监视贝类捕集器运行，现场系统设备异常及时汇报主控。当发生海水取水口堵塞事故时，主控操纵员根据《Q29-XXX-TGOP-0010运行瞬态控制导则》中第76/91页（版次：012）“22.功率运行期间海水取水口堵塞应急处理导则”进行处理。

根据导则：

（1）当有且仅有一列CRF故障（一台CRF鼓网水位差≥500mm或一台CRF泵故障）时，以30MW/min降负荷至450MW，停运故障列对应的CRF泵，并关注另一列CRF运行情况。

（2）当两列CRF均故障时，则手动停机，并停运两台CRF泵。再根据具体情况判断是否需要停堆，若不需要停堆，则执行I6规程2.4、2.5节：破坏真空操作；若需要停堆，则手动停堆，执行I1规程。

（3）当有且仅有一列SEC故障（一台SEC鼓网高速运行，且鼓网水位差≥500mm），则关注SEC另一列泵运行情况，并将RRI带载列切至正常列。

（4）当两列SCE均故障时，以30MW/min速率降负荷至P10，然后手动停堆，并执行I1规程，关注SEC系统运行，根据实际情况，判断是否需要执行H1.1规程。