李 斌 唐松明

（海南核電有限公司 ?？冢?/p>

概述

堆芯測(cè)量系統(tǒng)（RIC），用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)核電廠反應(yīng)堆的溫度和壓力容器水位，同時(shí)周期性測(cè)量堆芯中子通量水平。海南昌江核電廠參考電站秦山二期擴(kuò)建機(jī)組設(shè)計(jì)，屬于CNP650技術(shù)，國產(chǎn)化程度更高。RIC系統(tǒng)采用法國Areva公司的成熟技術(shù)。

一、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和功能

RIC系統(tǒng)包括堆芯冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ICCMS）和堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)（FLUX）兩部分，3大功能是提供反應(yīng)堆堆芯中子注量率分布；燃料組件出口及反應(yīng)堆壓力容器上封頭腔室內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑溫度；反應(yīng)堆壓力容器水位數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

1.ICCMS系統(tǒng)的組成和功能

堆芯冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ICCMS）包括堆芯溫度測(cè)量和反應(yīng)堆壓力容器水位測(cè)量。此系統(tǒng)分A/B兩列，相互獨(dú)立運(yùn)行，連續(xù)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆溫度與水位趨勢(shì)。堆芯溫度測(cè)量系統(tǒng)為三里島事故后增加設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)在事故工況下將進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，以便在事故期間和事故后，讓運(yùn)行人員了解堆芯溫度和水位等變化趨勢(shì)，因此設(shè)計(jì)等級(jí)為1E級(jí)，但該系統(tǒng)不直接承擔(dān)安全功能。

溫度測(cè)量系統(tǒng)由30支布置在燃料組件出口處，2支布置在反應(yīng)堆壓力容器上封頭腔室內(nèi)的熱電偶（MT）組成。所有熱電偶通過反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上的四個(gè)貫穿管座引出。堆芯水位監(jiān)測(cè)部分由RCP的3個(gè)差壓膜盒變送器（MN）傳輸過來的4～20 mA信號(hào)作為初始數(shù)據(jù)，經(jīng)過機(jī)柜數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)化為壓力容器水位信號(hào)送至主控室顯示，見圖1。

2.FLUX系統(tǒng)的組成和功能

堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)（FLUX）是一套用于測(cè)量中子通量率的機(jī)電裝置，主要組成包括：一個(gè)讀出控制柜和分配柜，4套機(jī)電控制設(shè)備（驅(qū)動(dòng)單元、組選擇器、路選擇器、探測(cè)器），38路測(cè)量通道（電動(dòng)閥、密封組件、手動(dòng)閥、指套管、導(dǎo)向管）及儲(chǔ)存鉛室。系統(tǒng)根據(jù)核電廠運(yùn)行的需要，周期性測(cè)量堆芯中子通量水平。該裝置定期將移動(dòng)式中子探測(cè)器從反應(yīng)堆壓力容器底部插入堆芯進(jìn)行中子注量率測(cè)量，進(jìn)而確定堆芯三維功率分布。中子注量率數(shù)據(jù)與從DCS接收到的其他電站數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過數(shù)據(jù)處理軟件確定測(cè)得的三維功率分布。但由于該系統(tǒng)是間斷運(yùn)行，并且實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)需要經(jīng)較長時(shí)間的后續(xù)處理才能得到堆芯三維功率分布，因此無法承擔(dān)安全功能。

圖1 ICCMS組成框圖

FLUX系統(tǒng)主要功能是反應(yīng)堆啟動(dòng)時(shí)用于：①檢查堆壽命初期功率分布與設(shè)計(jì)的一致性；②檢查用于事故分析的熱點(diǎn)因子是否在保守值；③校核堆外核儀表系統(tǒng)RPN的電離室；④監(jiān)測(cè)在堆芯裝料時(shí)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)用于：①檢查燃耗對(duì)應(yīng)的堆芯功率分布是否與設(shè)計(jì)所期望的功率分布相符；②監(jiān)測(cè)各個(gè)燃料組件的燃耗；③校驗(yàn)堆外核儀表系統(tǒng)；④探測(cè)堆芯有否偏離正常運(yùn)行。

二、系統(tǒng)安裝與調(diào)試過程

1.設(shè)備安裝與單體調(diào)試

（1）ICCMS安裝流程。32根熱電偶的安裝→控制機(jī)柜安裝→SU和QDS設(shè)備的安裝→電纜與光纖連接→通道測(cè)試。

（2）FLUX安裝流程。R140房間導(dǎo)向管安裝→貫穿件和支架安裝→密封組件的安裝→機(jī)柜安裝→R141房間機(jī)電設(shè)備安裝→電纜連接→通道測(cè)試。

2.設(shè)備安裝要點(diǎn)

（1）熱電偶安裝。在壓力容器頂部的32根熱電偶的安裝具有嚴(yán)格技術(shù)要求和難道，且屬于一回路壓力邊界，必須做好密封。在安裝過程中有不可預(yù)見的問題，必須請(qǐng)技術(shù)人員全程跟蹤指導(dǎo)。安裝步驟如下：開箱并單體測(cè)試→儀表安裝前檢查→手工插入階段-使用插入工具階段→安裝完成后的測(cè)試。重點(diǎn)注意安裝前后的絕緣檢查。

（2）R141房間設(shè)備安裝。此房間為核島堆芯儀表間，F(xiàn)LUX部分的機(jī)電設(shè)備基本都安裝在該房間內(nèi)，具有設(shè)備量大、施工時(shí)間長、安裝精度要求高等特點(diǎn)，需要長期跟蹤安裝進(jìn)展。主要安裝步驟如下：保存通道安裝→支架和移動(dòng)小車安裝→電動(dòng)閥安裝→組路選安裝→驅(qū)動(dòng)單元安裝→單體測(cè)試。

（3）電纜及光纖的連接。就地設(shè)備與機(jī)柜以及機(jī)柜間的連接都是通過信號(hào)電纜實(shí)現(xiàn)的，由于數(shù)量較多，并且有嚴(yán)格的屏蔽、焊接要求，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)接錯(cuò)和虛焊的可能，因此在調(diào)試上電前，調(diào)試人員一定要重新進(jìn)行通道測(cè)試，確保接線無誤后開始調(diào)試。

（4）設(shè)計(jì)改進(jìn)問題的實(shí)施。參考電廠在運(yùn)行期間的改進(jìn)和其他項(xiàng)目在調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)的問題，必須在設(shè)備安裝期間確定具體實(shí)施方案和時(shí)間，如讀出控制柜與KIC的通信問題和堆芯水位測(cè)量參考量程儀表氮?dú)夤逇庠垂艿栏倪M(jìn)以及R141房間吊車技改實(shí)施等問題。

3.安裝期間注意事項(xiàng)

（1）安全殼打壓試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)R141房間儀表設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；

（2）RIC導(dǎo)向管在一回路水壓試驗(yàn)和熱試期間都需要安裝差壓表；

（3）壓力容器內(nèi)部施工完畢后為清洗導(dǎo)向管殘留物，需對(duì)其進(jìn)行氣洗；

（4）水壓試驗(yàn)開始前必須檢查壓力容器頂部熱電偶堵頭和底部密封組件的密封情況；

（5）堆芯水位變送器的安裝問題，必須保持水平安裝，膜盒高、低壓測(cè)安裝正確。

3.系統(tǒng)調(diào)試

（1）溫度測(cè)量系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試步驟。機(jī)柜上電→測(cè)試平臺(tái)調(diào)試→TXS系統(tǒng)調(diào)試→溫度通道檢查→規(guī)程試驗(yàn)。重點(diǎn)完成1RIC 24《堆芯冷卻監(jiān)測(cè)機(jī)柜試驗(yàn)》和1RIC 25《溫度測(cè)量通道檢查》兩本規(guī)程，這是熱試試驗(yàn)啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的基本保障。

（2）堆芯水位監(jiān)測(cè)調(diào)試步驟。檢查變送器取壓管路的密封→變送器校驗(yàn)→數(shù)據(jù)通道檢查。由于其數(shù)據(jù)處理在堆芯溫度測(cè)量機(jī)柜中完成，只有通過熱試期間規(guī)程試驗(yàn)來驗(yàn)證儀表的準(zhǔn)確性。重點(diǎn)關(guān)注差壓變送器的安裝技術(shù)要求和儀表的校驗(yàn)。

（3）中子通量設(shè)備調(diào)試。此部分的設(shè)備主要集中在核島R141房間，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求高，必須保證設(shè)備在高溫高輻射的情況下能正常穩(wěn)定運(yùn)行。因此系統(tǒng)的調(diào)試重點(diǎn)為R141房間設(shè)備的調(diào)試。包括驅(qū)動(dòng)單元、組選、路選設(shè)備的測(cè)試，探測(cè)器的安裝和運(yùn)行路徑調(diào)試。

三、安裝調(diào)試中的重點(diǎn)問題

1.QDS 設(shè)備與主控盤臺(tái)不匹配

（1）問題描述。RIC系統(tǒng)QDS設(shè)備CR箱無法安裝在BUP盤臺(tái)下方，此問題屬于設(shè)計(jì)方接口問題導(dǎo)致的缺陷，由于海南的小機(jī)組設(shè)計(jì)，主控盤臺(tái)尺寸相對(duì)較小，而安裝在盤臺(tái)內(nèi)部的QDS控制箱屬于動(dòng)力院供貨，設(shè)計(jì)院之間沒有相互溝通，尺寸沒有相應(yīng)改小，導(dǎo)致無法正常安裝。同時(shí)主控盤臺(tái)面板上缺少Q(mào)DS鍵盤的安裝位置。

（2）解決方案。此問題屬于設(shè)計(jì)缺陷，發(fā)現(xiàn)問題后，立即與設(shè)計(jì)院溝通交流，并多次向動(dòng)力院發(fā)備忘錄督促其進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。多次要求動(dòng)力院的人來現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)技改方案。通過各方面溝通交流，最終提出三種技改方案。

方案1：將CR箱的安裝位置改到樓下609房間，延長數(shù)據(jù)線，并立即重新采購。

方案2：廠家提供相對(duì)較長的數(shù)據(jù)線，將CR箱移位至中控室安裝，保證數(shù)據(jù)線的傳輸效率。

方案3：最大限度的改小CR箱尺寸，以使其能安裝在主控盤臺(tái)下方。

（3）解決過程。對(duì)比以上方案，分析方案的可行性和實(shí)現(xiàn)難度，考慮到數(shù)據(jù)線的核級(jí)要求，很難買到滿足要求的數(shù)據(jù)線，而國外廠家不愿意無償提供，動(dòng)力院也無法對(duì)市場(chǎng)上購買的數(shù)據(jù)線進(jìn)行核級(jí)評(píng)估，因此方案1、2都無法實(shí)現(xiàn)，最終通過多方努力，決定由供貨廠家將CR箱進(jìn)行最大限度的改小。這無疑是重新設(shè)計(jì)CR箱，為了滿足設(shè)計(jì)尺寸，必須將箱子內(nèi)部設(shè)備位置重新布置，并要求設(shè)計(jì)和調(diào)試人員對(duì)主控盤臺(tái)空間尺寸以及現(xiàn)場(chǎng)布線情況全面把握，保證安裝的同時(shí)方便維護(hù)。

（4）完成情況。將廠家重新設(shè)計(jì)加工的機(jī)柜安裝到位，但由于盤臺(tái)已經(jīng)全部布線，無法挪動(dòng)，只有在熱試結(jié)束后重新拆線后再固定CR箱子，問題得到妥善解決。

2.安裝問題

（1）問題描述。32根堆芯熱電偶安裝。12月初熱電偶才到貨開箱，節(jié)點(diǎn)要求在熱試前扣大蓋（12月16）安裝完成，由于安裝條件要求嚴(yán)格，需要在五天的時(shí)間內(nèi)要完成32根熱電偶的檢測(cè)、安裝、再檢測(cè)工作。

（2）突發(fā)問題。①019MT絕緣檢查不合格，且無備件可以更換，考慮到國外廠家供貨的周期，為保證熱試節(jié)點(diǎn)不受影響，最后決定在不影響溫度測(cè)量的前提下先安裝，等熱試結(jié)束后再重新更換。②安裝過程中超過一半以上的熱電偶無法插到位。在上部堆內(nèi)構(gòu)件導(dǎo)管末端塞處（20 mm）出現(xiàn)卡塞現(xiàn)場(chǎng)，插拔工具往下壓入后熱電偶有反彈現(xiàn)象，明顯熱電偶已被卡死，工作無法繼續(xù)開展。問題反饋后，立即通過協(xié)調(diào)，聯(lián)系上汽廠家馬上加工并連夜攜帶引導(dǎo)工具趕到現(xiàn)場(chǎng)，才使問題最終解決。③安裝期間插拔工具多次損壞造成兩臺(tái)插拔工具都無法使用問題，在通過一番維修之后還是不能滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝要求，只能從同類電廠方家山緊急借用。

（3）完成情況。雖然在各方面的不懈努力下問題很快得到了解決，但以上突發(fā)情況耽誤了工期，后期的安裝調(diào)試受到一定的影響，因此在調(diào)試計(jì)劃安排中必須考慮這些突發(fā)情況，做好充足的前期準(zhǔn)備工作，保證有充足的時(shí)間解決問題。

3.調(diào)試問題

（1）通信問題。包括光纖通信，網(wǎng)關(guān)通信，R485通信，F(xiàn)ULX機(jī)柜與DCS通信之間的接口問題。

（2）程序設(shè)置問題。ICCMS中水位測(cè)量信號(hào)采集量程與儀表設(shè)置不一致，F(xiàn)LUX設(shè)備的位置參數(shù)設(shè)置問題，全通量圖繪制過程部分通道不能正常切換。

（3）設(shè)備安裝問題。保存通道限位開關(guān)和管道接反，水位差壓變送器膜盒裝反。

（4）設(shè)備故障。導(dǎo)向管沖水導(dǎo)致泄露探頭頻發(fā)泄露報(bào)警，補(bǔ)償電阻接觸不良引起的個(gè)別通道測(cè)量溫度偏高，探測(cè)器卡塞問題。

（5）接線問題。電纜頭虛焊或焊錯(cuò)，同軸電纜的焊接，限位開關(guān)接線錯(cuò)誤，主泵運(yùn)行反饋信號(hào)接反等，BUP的相關(guān)報(bào)警無法點(diǎn)亮。

四、總結(jié)

調(diào)試人員應(yīng)該重視前期準(zhǔn)備工作，必須從系統(tǒng)設(shè)備的開箱、檢測(cè)就開始跟蹤，一直到設(shè)備安裝、調(diào)試完成，全程參與并嚴(yán)格把關(guān)已確保項(xiàng)目質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員不能脫離現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)該根據(jù)其他參考電廠應(yīng)用情況和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)缺陷，重視并解決各個(gè)設(shè)計(jì)院的接口問題，確保其適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。安裝調(diào)試人員的經(jīng)驗(yàn)非常重要，在整個(gè)安裝過程中發(fā)生很多由于經(jīng)驗(yàn)不足導(dǎo)致的突發(fā)情況，給后來的調(diào)試工作埋下隱患。

通過熱試期間調(diào)試規(guī)程對(duì)系統(tǒng)功能的檢查，可以驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)是否滿足設(shè)計(jì)要求和電站的運(yùn)行要求，以確保機(jī)組在全壽期的安全穩(wěn)定運(yùn)行。