郁奇峰,關(guān)晉濤
(1. 山東核電有限公司,山東 煙臺 265116;2. 國核工程有限公司, 上海 200233)
AP1000電站安全殼整體泄漏率試驗組織方案簡介
郁奇峰1,關(guān)晉濤2
(1. 山東核電有限公司,山東 煙臺 265116;2. 國核工程有限公司, 上海 200233)
在反應(yīng)堆達到臨界前, 作為核安全關(guān)鍵屏障的安全殼必須通過泄漏率試驗, 以確保在嚴重事故工況下, 外泄到環(huán)境中的放射性物質(zhì)總量不超出公眾劑量限值。泄漏率試驗分為整體泄漏率試驗和局部泄漏率試驗,而安全殼的整體泄漏率試驗由于試驗規(guī)模大、且具有較大風(fēng)險,所以備受關(guān)注。本篇以海陽核電1號機組安全殼整體泄漏率試驗的良好實踐為依據(jù),簡單介紹AP1000電站整體泄漏率試驗的組織方案。
AP1000電站;安全殼整體泄漏率試驗;試驗組織方案
安全殼作為核電站的第三道安全屏障,必須在機組首次投入運行前,執(zhí)行一次安全殼整體泄漏率試驗,以確保在嚴重事故工況下,外泄到環(huán)境中的放射性物質(zhì)總量不超出公眾劑量限值。安全殼的整體泄漏率試驗由于試驗規(guī)模大、具有較大風(fēng)險,所以備受關(guān)注。本篇文章將以世界首批AP1000項目——海陽核電站1號機組安全殼整體泄漏率試驗的良好實踐為依據(jù),簡單介紹AP1000電站整體泄漏率試驗的組織方案。
AP1000電站安全殼整體泄漏率試驗方法與要求符合ANSI/ANS-56.8-1994標(biāo)準(zhǔn),即對鋼制安全殼加壓0.96倍事故峰值壓力至安全殼設(shè)計壓力范圍內(nèi)至少24小時,驗證鋼制安全殼的泄漏率小于La(La:即在設(shè)計基準(zhǔn)事故安全殼壓力下,允許安全殼的最大泄漏率,其值取安全殼干空氣質(zhì)量的0.1%/day)??紤]到后續(xù)鋼制安全殼老化等影響,首次試驗的泄漏率需小于0.75La。
海陽核電1號機組作為AP1000技術(shù)首批電站,在執(zhí)行安全殼整體泄漏率試驗期間,面臨了很多全新的技術(shù)問題和管理問題。首先,由于安全殼氣壓試驗與安全殼整體密封性試驗連續(xù)進行,涉及到不同試驗責(zé)任方,且試驗參與單位較多,合同關(guān)系也較復(fù)雜。其次,海陽核電1號機組安全殼整體泄漏率試驗在冬季執(zhí)行,必須克服國內(nèi)其他電站不曾面臨的試驗溫度低于10攝氏度的問題。若試驗在原有組織機構(gòu)下運轉(zhuǎn),錯綜復(fù)雜的管理問題以及首批AP1000電站試驗面臨的全新技術(shù)難題,將嚴重制約安全殼整體泄漏率試驗的推動。所以,如何成立一個分工明確、運行高效的試驗管理組織機構(gòu),是成功完成安全殼整體泄漏率試驗的最關(guān)鍵因素。
通過摸索與探討,迅速成立了海陽核電1號機組安全殼整體泄漏率試驗組織機構(gòu),并在試驗的準(zhǔn)備、執(zhí)行過程中起到了極大的推動作用。本篇文章將對試驗組織機構(gòu)的職能與運轉(zhuǎn)進行介紹與闡述。
海陽核電1號機組安全殼整體泄漏率試驗組織分為7個領(lǐng)域板塊:試驗隔離與實施板塊;管理程序發(fā)布與計劃跟蹤板塊;技術(shù)方案確定與技術(shù)支持板塊;安全質(zhì)保與應(yīng)急板塊;先決條件與施工臨措落實板塊;試驗檢查與維修板塊;實物保護與后勤支持板塊。這7個領(lǐng)域板塊各司其職、相互合作,在試驗總指揮的統(tǒng)一調(diào)度之下,確保試驗?zāi)軌蝽樌M行。
3.1 試驗隔離與實施板塊
試驗隔離與實施板塊是安全殼整體泄漏率試驗的核心,也是試驗實施的主體。該板塊在試驗總指揮與總協(xié)調(diào)的領(lǐng)導(dǎo)下,執(zhí)行安全殼整體泄漏率試驗。該板塊由三個試驗組構(gòu)成,每個試驗組又由試驗總協(xié)調(diào),試驗負責(zé)人,現(xiàn)場閥門、風(fēng)機操作人員,打壓系統(tǒng)操作人員,數(shù)據(jù)采集人員等組成。三個試驗組通過兩班三倒的工作模式,確保試驗24小時不間斷執(zhí)行。該板塊主要履行職責(zé)如下:
(1)負責(zé)試驗前梳理試驗先決條件及試驗技術(shù)條件
由于海陽核電1號機組在冬季執(zhí)行試驗,而此時海陽的平均氣溫為1攝氏度,不滿足試驗溫度要求。試驗組通過分析建模,確定了安全殼保溫方案。安全殼保溫方案在試驗執(zhí)行中亦得到了驗證,即在安全殼實施保溫方案后,能夠保障安全殼的溫度滿足要求。
(2)負責(zé)安全殼局部泄漏率試驗的組織與實施
安全殼局部泄漏率試驗是安全殼整體泄漏率試驗的重要先決條件,試驗組在整體泄漏率試驗前4個月,便展開了安全殼局部泄漏率試驗。
(3)負責(zé)梳理并完成試驗相關(guān)的隔離
安全殼整體泄漏率試驗是驗證安全殼能夠執(zhí)行其安全相關(guān)功能——即維持安全殼完整性,防止裂變物質(zhì)向大氣釋放。試驗期間,所有的安全殼隔離閥置于《海陽核電廠最終安全分析報告》表6.2.3-1所列的事故后位置。此外,由于試驗期間,安全殼內(nèi)部處于富氧環(huán)境,有非常大的火災(zāi)隱患。試驗組負責(zé)梳理并切斷殼內(nèi)所有電氣設(shè)備電源(用于控制殼內(nèi)溫度的VCS風(fēng)機電源除外)。該項工作的高質(zhì)量完成,是試驗?zāi)軌虬踩?、有效?zhí)行的基礎(chǔ)。
3.2 管理程序發(fā)布與計劃跟蹤板塊
管理程序發(fā)布與計劃跟蹤板塊,在試驗準(zhǔn)備階段,發(fā)揮了巨大的指引與促進作用。為試驗?zāi)軌蛉缙陂_始、有條不紊展開,起到了非常大的推動作用。該板塊下轄2個小組:計劃制定與協(xié)調(diào)組,管理程序發(fā)布組。其主要職責(zé)如下:
(1)完成試驗相關(guān)管理程序的編制與發(fā)布
安全殼整體泄漏率試驗是一個大型試驗,必須從進度、質(zhì)量、安全等多方面考慮。為使試驗執(zhí)行有據(jù)可循,必須編制試驗相關(guān)的管理程序、試驗專項計劃,降低試驗受不確定因素的影響,確保各項工作都能有條不紊進行。該板塊負責(zé)完成了試驗相關(guān)管理程序的編制與發(fā)布。
(2)跟蹤專項計劃的落實情況并及時糾偏
通過跟蹤計劃的落實情況,即時將偏差情況暴露出來。并對其進行分析,以獲取資源支持,從而第一時間將消除偏差。
3.3 安全質(zhì)保與應(yīng)急板塊
安全質(zhì)保與應(yīng)急板塊主要職責(zé)為:檢查試驗文件合法、合規(guī)性,檢查試驗人員的培訓(xùn)與授權(quán)情況,并進行現(xiàn)場安全監(jiān)督與消防評估。該板塊下轄兩個小組:安全監(jiān)督組和質(zhì)量監(jiān)督組。
(1)安全監(jiān)督組
安全監(jiān)督組職責(zé)為依照危害辨識與風(fēng)險評估表,組織試驗前安全隱患排查,監(jiān)督安全措施的落實情況,并負責(zé)試驗與操作過程的安全監(jiān)督,確保本次試驗安全管理體系的有效運轉(zhuǎn)。
(2)質(zhì)量監(jiān)督組
質(zhì)量監(jiān)督組的工作分為“試驗前監(jiān)督”和“試驗過程監(jiān)督”兩部分。試驗前監(jiān)督重點關(guān)注先決條件準(zhǔn)備、文件準(zhǔn)備、人員培訓(xùn)授權(quán)與資質(zhì)等;試驗過程監(jiān)督以試驗質(zhì)量計劃選點驗證為主要手段,并輔以定時定點巡視檢查,以此確保試驗質(zhì)量保證體系的有效運轉(zhuǎn)。
3.4 先決條件與施工臨措落實板塊
建立一支迅速、高效且執(zhí)行力強的先決條件與臨措實施團隊,對保障試驗順利開始,起到了非常關(guān)鍵的作用。該板塊下轄2個小組:采購協(xié)調(diào)支持組和先決條件及臨措施工組。
(1)采購協(xié)調(diào)支持組
該小組主要負責(zé)協(xié)調(diào)購買先決條件及臨措實施所需的物資、設(shè)備,其職責(zé)如下:
①負責(zé)協(xié)調(diào)采購安全殼保溫方案實施所需的環(huán)廊加熱風(fēng)機、保溫材料等。
②負責(zé)協(xié)調(diào)采購安全殼局部泄漏率試驗備件等。(2)臨措施工組
該小組負責(zé)臨措的實施,其職責(zé)如下:
①梳理并完成所有試驗相關(guān)的建安方先決條件。
②負責(zé)安全殼保溫方案的現(xiàn)場實施。
③負責(zé)試驗之前對安全殼內(nèi)所有不能承受試驗壓力的設(shè)備置于安全狀態(tài)。
3.5 技術(shù)方案確定與技術(shù)支持板塊
技術(shù)方案確定與技術(shù)支持板塊負責(zé)試驗技術(shù)方案的確定及試驗期間非預(yù)期事件的技術(shù)支持。尤其在處理試驗期間的非預(yù)期事件,該模塊提供了極大的支持,保障了試驗?zāi)軌蛉缙陧樌瓿伞T摪鍓K下轄2個組:技術(shù)方案制定組和技術(shù)支持組,該板塊主要職責(zé)為:
(1)組織完成試驗前的各項技術(shù)準(zhǔn)備
該板塊根據(jù)國內(nèi)同行安全殼整體泄漏率試驗經(jīng)驗反饋,并結(jié)合AP1000電站安全殼實際情況,進行評估分析,確定海陽核電1號機組試驗需要進行的整改措施。譬如殼內(nèi)設(shè)備保護、殼內(nèi)清潔方案以及需提前切割阻礙安全殼自由膨脹的支撐等。
(2)協(xié)助完成試驗相關(guān)技術(shù)方案的編制、校核、審批工作
協(xié)助試驗隔離與實施板塊完成試驗相關(guān)技術(shù)方案的編制、校核與審批。尤其在非常短的時間內(nèi),確定了安全殼保溫方案,避免了試驗延期的風(fēng)險。
(3)試驗期間提供技術(shù)支持
試驗期間,尤其是在安全殼整體泄漏率試驗前執(zhí)行的安全殼氣壓試驗。該板塊對安全殼測點位移超出限制等進行分析、判斷,并給出了安全殼是否繼續(xù)升壓或降壓維修的建議。同時,在安全殼環(huán)廊風(fēng)機投運時機及加壓送風(fēng)溫度控制方面,該板塊也做了大量的分析,提供了具有價值的建議。
3.6 試驗期間檢查與維修板塊
該板塊負責(zé)在試驗期間對安全殼進行檢查,并對試驗中出現(xiàn)故障的設(shè)備進行搶修。該板塊下轄2個小組:試驗檢查組和試驗維修組。其主要職責(zé)為:
(1)負責(zé)維修人員與物資的準(zhǔn)備
試驗前,該板塊梳理了試驗期間維修相關(guān)工作所需的人力和物資,并由此完成了所需維修人員和物資的準(zhǔn)備,為試驗?zāi)軌蝽樌瓿蛇M行保駕護航。
(2)負責(zé)貫穿件檢查
在安全殼整體泄漏率試驗期間,該板塊負責(zé)執(zhí)行貫穿件的檢查;此外,該板塊還協(xié)助完成了安全殼氣壓試驗的安全殼檢查工作,以提前發(fā)現(xiàn)并處理貫穿件出現(xiàn)的問題。
3.7 實物保護與后勤支持板塊
實物保護與后勤支持板塊,其主要職責(zé)是建立安全殼整體泄漏率試驗的隔離區(qū),明確試驗現(xiàn)場管理要求,并給予后勤支持,確保試驗順利完成。該板塊下轄4個小組:實物保衛(wèi)房間控制組、通訊保障組、后勤保障組、應(yīng)急救援組。
(1)實物保衛(wèi)房間控制組
該小組主要負責(zé)實物保衛(wèi)房間的管理、控制,制定試驗區(qū)域進入規(guī)章,下發(fā)不同準(zhǔn)入權(quán)限的通行證,確保了各試驗區(qū)域人員出入都在試驗負責(zé)人的控制范圍內(nèi),排除交叉作業(yè)情況和試驗無關(guān)人員的影響,確保試驗區(qū)域的完整性以及試驗人員的安全性。
(2)通訊保障組
安全殼整體泄漏率試驗涉及區(qū)域廣,布置在廠區(qū)的打壓設(shè)備,分布在不同輔助廠房需定期檢查的貫穿件,以及需要頻繁操作的打壓控制閥。這些物項與試驗指揮中心都有相當(dāng)遠的距離,該板塊負責(zé)保持各個試驗檢查區(qū)域的通訊,以保障任何非預(yù)期事件第一時間匯報給試驗指揮中心,確保任何事件都能得到及時響應(yīng)。
(3)后勤保障組
該小組負責(zé)試驗相關(guān)人員的用餐,并負責(zé)試驗相關(guān)人員的用車,確保滿足試驗倒班工作人員需求。
(4)應(yīng)急救援組
該小組負責(zé)試驗期間,處理現(xiàn)場發(fā)生的人員傷害事件,第一時間進行現(xiàn)場救護工作,保障人員安全。此外,該小組協(xié)助現(xiàn)場消防隊,負責(zé)處理試驗期間發(fā)生的火災(zāi)事件。
海陽核電1號機組安全殼整體泄漏率試驗將試驗相關(guān)單位和部門整合為七個板塊,在組織管理上做了一定的創(chuàng)新。打破了行政組織的藩籬、調(diào)動了各方資源,又充分發(fā)揮了各板塊的專業(yè)能力,最終保證了試驗高質(zhì)量、高效率完成,為后續(xù)AP1000電站開展安全殼整體泄漏率試驗,提供了寶貴的經(jīng)驗。
[1] American Nuclear Society, ANSl/ANS-56.8-1994, "Containment System Leakage Rate Testing Requirements".
[2] Nuclear Energy lnstitute, NEl 94-01, Revision 0,"lndustry Guideline for lmplementing Performance-Based Option of 10 CFR Part 50.
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A
1671-3818(2016)10-0233-02
郁奇峰(1988-),男,湖南湘西自治州人,助理工程師。