徐偉強(qiáng)

【摘 要】本文利用根本原因分析方法對秦山第二核電廠凝汽器真空低導(dǎo)致停機(jī)事件進(jìn)行深入分析與研究，揭示導(dǎo)致本次事件的直接原因、根本原因以及促成原因，并制定相關(guān)針對性的糾正措施，以提高核電廠設(shè)備的可靠性以避免此類事件的再次發(fā)生，使核電廠始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。

【關(guān)鍵詞】核電廠；真空低；根本原因分析

0 前言

秦山第二核電廠是我國首座自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主管理、自主運(yùn)營的4×65萬千瓦商用壓水堆核電站。秦山二期核電站采用當(dāng)今世界上技術(shù)成熟、安全可靠的壓水堆型，與之相配套的核電飽和蒸汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠制造，銘牌功率為643MWe，最大出力可達(dá)689MWe，平均出力670MWe。汽輪機(jī)采用一個高壓缸，三個低壓缸雙流六排汽三個凝氣器結(jié)構(gòu)布置。

1 事件概述

2014年9月12日3時51分44秒，2號機(jī)組凝汽器真空急劇惡化，主控相繼出現(xiàn)凝汽器B、C、A真空低低（定值18kpa.a）報(bào)警，3時51分56秒，凝汽器真空低低低（28.8kpa.a）觸發(fā)汽輪機(jī)組自動停機(jī)。3時52分25秒，觸發(fā)凝汽器不可用信號（凝汽器壓力47Kpa.a），由于同時存在汽機(jī)跳閘（C8）信號和核功率大于30%Pn（P16），導(dǎo)致觸發(fā)反應(yīng)堆自動停堆。整個事件過程中，反應(yīng)堆處于安全狀態(tài)，三道屏障完整，沒有放射性物質(zhì)對外釋放。

2 事件調(diào)查分析

在事件發(fā)生之后運(yùn)行公司組織獨(dú)立的事件調(diào)查組，對事件進(jìn)行獨(dú)立的調(diào)查分析，通過對事件發(fā)生前后的時間序列分析研究，對故障缺陷的分析與研究，以及對相關(guān)人員的訪談等過程，確定事件發(fā)生的事實(shí)。

9月6日15時30分，主控操縱員發(fā)現(xiàn)2號機(jī)組凝汽器真空下降，由8KPa上升至9.7KPa，凝結(jié)水氧含量由0ppb上升至17.8ppb；根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷在汽輪機(jī)的真空部位可能存在一定量的泄漏。故電廠組織運(yùn)行、維修和技術(shù)人員進(jìn)行查漏。在9月7日，技術(shù)人員利用氦查漏方法發(fā)現(xiàn)凝汽器B喉部有一定的泄漏量，但是無法定量判斷泄漏量是多少。運(yùn)行部門通過調(diào)節(jié)凝汽器喉部密封水注量來維持真空并通過臨時運(yùn)行指令的方式加強(qiáng)關(guān)注凝汽器真空變化趨勢并制定相關(guān)的緊急處理預(yù)案。9月12日3時30分，2號機(jī)組三臺凝汽器真空由9.5KPa左右開始緩慢上漲，汽機(jī)效率下降，主調(diào)門開大。主控操縱員根據(jù)調(diào)門開度、核功率及熱功率上漲情況，分四次降功率，每次2MW；9月12日3時51分44秒，2號機(jī)組凝汽器真空低低（18KPa.a）報(bào)警出現(xiàn)；3時51分56秒，凝汽器真空低低低（28.8KPa.a）觸發(fā)汽輪機(jī)組自動停機(jī)；3時52分25秒，觸發(fā)凝汽器不可用信號（凝汽器壓力47KPa.a）。由于同時還存在汽機(jī)跳閘信號和核功率大于30%Pn，反應(yīng)堆自動停堆。

通過檢查發(fā)現(xiàn)凝汽器B喉部橡膠膨脹節(jié)存在兩米長裂口，導(dǎo)致凝汽器真空急劇惡化，最終導(dǎo)致停機(jī)停堆。同時發(fā)現(xiàn)凝汽器C喉部橡膠膨脹節(jié)也存在11處表面缺陷。通過將凝汽器B膨脹節(jié)更換為新備件，并對凝汽器C膨脹節(jié)的裂紋進(jìn)行了修復(fù)后再經(jīng)充水查漏檢驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常后，反應(yīng)堆重新啟動后經(jīng)并網(wǎng)并達(dá)到滿功率后凝汽器真空無異常。

在本次凝汽器真空低導(dǎo)致的停機(jī)停堆事件過程中，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)響應(yīng)正確及時，正確觸發(fā)反應(yīng)堆停堆，反應(yīng)堆處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，放射性的三道屏障完好，沒有放射性物質(zhì)對外釋放，沒有對工作人員、公眾和環(huán)境造成影響，本文分析的重點(diǎn)是如何導(dǎo)致凝汽器真空低是如何產(chǎn)生的，是否采取了足夠的糾正措施來彌補(bǔ)和防范今后類似事件的再次發(fā)生。

3 利用根本原因分析方法對事件進(jìn)行根本原因分析與研究

秦山第二核電廠采用哈爾濱制造的凝汽式汽輪機(jī)，汽輪機(jī)采用一個高壓缸，三個低壓缸雙流六排汽，三個凝氣器結(jié)構(gòu)布置。在汽輪機(jī)每個低壓缸下方布置一臺凝汽器。低壓缸和凝汽器分別固定在各自的基礎(chǔ)上，且均為剛性連接，為了確保低壓缸和凝汽器在運(yùn)行工況下因熱膨脹和抽真空而引起的相對位置變化不會影響機(jī)組軸系的中心，低壓缸和凝汽器采用橡膠膨脹節(jié)連接。膨脹節(jié)的上下兩端用夾板固定在凝汽器喉部和排汽缸上，當(dāng)?shù)蛪焊着牌谂c凝汽器進(jìn)汽口之間有相對位移時，由橡膠膨脹節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償。膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)圖

通過對凝汽器膨脹節(jié)解體后發(fā)現(xiàn)，凝汽器B膨脹節(jié)存在一處近2米左右的斷口缺陷，外表面也存在多處裂紋；凝汽器C膨脹節(jié)內(nèi)表面也有11余處裂紋。缺陷形貌如圖2所示；這是導(dǎo)致本次凝汽器真空急劇下降引起汽輪機(jī)停機(jī)的直接原因。通過對其他電廠類似膨脹節(jié)的對比分析發(fā)現(xiàn)，該膨脹節(jié)的發(fā)現(xiàn)廠家的橡膠膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)不合理，膨脹節(jié)實(shí)際承受應(yīng)力作用的尼龍層沒有深入到壓板內(nèi)部，造成該部位的強(qiáng)度不足，導(dǎo)致斷裂。另外根據(jù)行內(nèi)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐凝汽器橡膠膨脹節(jié)使用壽期為10年，而凝汽器B橡膠膨脹節(jié)從2010年更換至今不足5年。維修反饋安裝時操作規(guī)范，沒有造成膨脹節(jié)表面劃痕且復(fù)緊力矩滿足要求。由此，可以斷定該廠家生產(chǎn)的橡膠膨脹節(jié)存在質(zhì)量問題為此次事件的根本原因。

圖2 缺陷形貌圖

而經(jīng)訪談相關(guān)人員和查詢當(dāng)時采購合同，由于廠家以技術(shù)保密為由拒絕電廠技術(shù)人員進(jìn)行駐廠監(jiān)造和出廠驗(yàn)收，而該橡膠膨脹節(jié)在工作現(xiàn)場無法對質(zhì)量進(jìn)行全面的檢查驗(yàn)證。因此凝汽器橡膠膨脹節(jié)采購活動中質(zhì)量控制不規(guī)范，沒有安照安全質(zhì)量相關(guān)備件的采購要求進(jìn)行管理是該事件的促成原因。

4 采取的糾正行動

按照根本原因分析方法分析出來的根本原因和促成原因開發(fā)出相應(yīng)的糾正行動如下：

（1）在電廠的日常運(yùn)行過程中如發(fā)現(xiàn)有真空的異常變化，應(yīng)采取各種技術(shù)手段如氦檢漏等進(jìn)行查漏后進(jìn)行處理，如暫時無法處理應(yīng)進(jìn)行評估后制定保守性的應(yīng)急預(yù)案。

（2）通過定期對凝汽器橡膠膨脹節(jié)進(jìn)行性能測試，根據(jù)測試結(jié)果優(yōu)化預(yù)防性維修項(xiàng)目。

（3）評價(jià)對凝汽器橡膠膨脹節(jié)更換成金屬膨脹節(jié)技術(shù)改造的可行性。

（4）加強(qiáng)與細(xì)化設(shè)備的分級與管理，全面識別電廠單一設(shè)備或備件失效導(dǎo)致停機(jī)停堆的敏感設(shè)備與備件.

（5）對單一敏感設(shè)備及備件的采購活動進(jìn)行嚴(yán)格的管理，并對嚴(yán)格按照質(zhì)量保證大綱的要求對供應(yīng)商進(jìn)行合格供方評價(jià)。

5 結(jié)束語

本次事件過程清楚，導(dǎo)致設(shè)備故障的根本原因與促成原因分析清楚，并采取了相應(yīng)的糾正措施，機(jī)組恢復(fù)了正常運(yùn)行。事件過程運(yùn)行人員操作正確，機(jī)組響應(yīng)正常，反應(yīng)堆和三道屏障的安全沒有受到影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]凝汽器橡膠膨脹節(jié)相關(guān)資料[Z].

[2]M/MM/X/CEX/XCS/006 CEX 凝汽器橡膠膨脹節(jié)更換[Z].

[3]PM-QS-303 物項(xiàng)采購質(zhì)量管理[Z].

[4]QA-QS-201 物項(xiàng)和服務(wù)的質(zhì)量保證分級[Z].

[責(zé)任編輯：王楠]