【摘 要】安全殼作為核電廠的第三道屏障，也作為最后一道屏障，在核電廠安全上有著重要的意義，因此壓水堆技術(shù)規(guī)格書對安全殼的要求也非常嚴(yán)格，特別是對安全殼泄漏率的要求，但安全殼涉及與外的接口又特別多。本文從方家山2號機組安全殼壓力的異常變化分析安全殼各泄漏的可能性，利用排除法最終確定泄漏點。并利用分析安全殼壓力的細微變化，快速定位泄漏部位。

【關(guān)鍵詞】安全殼；泄漏率；壓力；異常

1 核電廠安全殼壓力日常變化分析

安全殼是帶有鋼襯里的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其自由容積為50637m3，作為核電廠的第三道屏障，在設(shè)計上是一個相對封閉的系統(tǒng)，即既不允許有向外泄漏，也不允許向內(nèi)泄漏。在技術(shù)規(guī)范上要求：除了在安全殼的掃氣系統(tǒng)運行期間，在正常運行時對第三道屏障密封的直接泄漏進行監(jiān)測，當(dāng)安全殼內(nèi)絕對壓力為+0.106MPa時，其泄漏率應(yīng)小于5Nm3/h（泄漏率應(yīng)該有正負(fù)值，即向內(nèi)或向外泄漏均不能超過5Nm3/h）。在監(jiān)視上，設(shè)置了一套安全殼泄漏率計算系統(tǒng)；其次，較為直觀的監(jiān)視，即為安全殼的壓力趨勢。

影響安全殼壓力的主要因素主要有幾方面：

1）反應(yīng)堆內(nèi)布置有大量的氣動閥門，氣動閥門的動作會導(dǎo)致壓空的泄漏，為正效應(yīng)（+）

2）安全殼內(nèi)水蒸氣的凝結(jié)核蒸發(fā)，為正或負(fù)效應(yīng)（可“+”，可“-”）

3）安全殼內(nèi)其他承壓設(shè)備的異常泄漏，如核島氮氣分配系統(tǒng)（RAZ），或安注箱的補氮氣管線等等，為正效應(yīng)（+）

4）安全殼的泄漏，主要是貫穿件的泄漏，為負(fù)效應(yīng)（-）

綜合以上幾方面的因素來看，安全殼的壓力應(yīng)該為穩(wěn)定上漲的，當(dāng)上漲速率應(yīng)該也是有限制的，參考技術(shù)規(guī)范的要求，為了降低安全殼的相對壓力而投運安全殼掃氣回路的時間要求為：80小時/年。一般來說，機組正常運行時安全殼內(nèi)形成壓力循環(huán)，由緩慢的升壓過程和快速的降壓過程組成，每個循環(huán)大概至少15天，如圖1-1所示，安全殼內(nèi)外大氣壓差△P（△P=安全殼內(nèi)大氣壓Pcon-安全殼外大氣壓Patm）從-40hPa變化到+60h核電廠安全殼泄漏率異常高分析與處理

彭立新

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

【摘 要】安全殼作為核電廠的第三道屏障，也作為最后一道屏障，在核電廠安全上有著重要的意義，因此壓水堆技術(shù)規(guī)格書對安全殼的要求也非常嚴(yán)格，特別是對安全殼泄漏率的要求，但安全殼涉及與外的接口又特別多。本文從方家山2號機組安全殼壓力的異常變化分析安全殼各泄漏的可能性，利用排除法最終確定泄漏點。并利用分析安全殼壓力的細微變化，快速定位泄漏部位。

【關(guān)鍵詞】安全殼；泄漏率；壓力；異常Pa，然后通過安全殼掃氣管線急劇降到-40hPa，如此循環(huán)反復(fù)。

圖1-1 安全殼內(nèi)的壓力循環(huán)

2 方家山2號機組安全殼壓力異常分析

從2014年12月18日，二號機組離開維修冷停堆安全殼封閉后，到12月22日前，查看安全殼壓力趨勢，均上漲正常，查看安全殼泄漏率正常（小于5Nm3/h），但在12月22日到27日期間，安全殼的壓力維持不變，12月27日往后，安全殼壓力開始下降（此時的安全殼壓力高于外界大氣壓力）。如圖2-1所示，從壓力趨勢看，安全殼邊界上或貫穿件管線上應(yīng)該存在著泄漏點。

對于安全殼邊界上或貫穿件管線上的泄漏點查找分析如下：

1）由于安全殼的貫穿件都執(zhí)行過貫穿件密封性試驗的驗證，因此基本排除貫穿件本身的泄漏（如排除電氣貫穿件、兩次為盲板的貫穿件）；

2）流通空氣但正常運行時為關(guān)閉的安全殼隔離閥可以排除；（如EBA的風(fēng)閥、ETY掃氣或排氣的安全殼隔離閥等）

3）對于貫穿件為充滿水的管道，由于水可以阻止氣的泄漏，因此對于該類貫穿件可以排除；（如低壓安注的管線、設(shè)備冷卻水管線、REN的取樣管線等）。

4）相對安全殼內(nèi)壓力為正壓的排氣管線，由于安全殼內(nèi)的壓力無法漏入到該類管道中來，因此基本可以排除。（如RPE001BA的排氣管線、安注箱的排氣管線、SAR的進氣管線、低壓氮氣的進氣管線等）

5）安全殼結(jié)構(gòu)性的泄漏，但是由于安全殼執(zhí)行過打壓試驗，而且之前安全殼的壓力為上漲，因此，該類情況基本可以排除。

因此，將泄漏的嫌疑點基本鎖定在以下幾個部位：

1）安全殼RPE系統(tǒng)的排水管線上，即RPE027-028VP（RPE003BA和主系統(tǒng)排氣管線、疏水管線）、RPE017-018VP（RPE001BA和主系統(tǒng)排水管線）、RPE055-056VE（RPE011PS）（這些貫穿安全殼管道為間斷的排水，而且安全殼隔離閥為常開狀態(tài)）

2）8m人員閘門密封泄漏。質(zhì)疑點依據(jù)：一、12月22日，8m人員閘門進行了密封性試驗，而此之后，安全殼壓力開始不上漲；二、12月27日，開啟8m人員閘門進入安全殼處理缺陷，而此之后，安全殼壓力開始下降。

3）安全殼保健物理監(jiān)測回路（安全殼的隔離閥ETY042VA/043VA/044VA/045VA均為開啟），即KRT009、028MA回路；該回路為取樣安全殼的空氣，再通過KRT取樣泵將氣體返回到安全殼內(nèi)，正常運行時，相當(dāng)于安全殼邊界的延伸。

4）貫穿安全殼的管道，但安全殼兩側(cè)只是通過盲板來實現(xiàn)密封的管道，盲板的密封面可能存在不嚴(yán)（如安全殼打壓試驗的充壓管線、泄壓管線）

3 安全殼漏氣嫌疑點的分析及最終鎖定

參考秦山二期3號機組和方家山1號機組，兩個機組發(fā)生安全殼壓力異常的原因都發(fā)生在安全殼廢液排放（RPE）系統(tǒng)的排水管線上，并最終鎖定在RPE027-028VP這條管線上。從流程上來分析（參考圖3-1），該管線確實存在非常大的泄漏嫌疑。

如果排水管線上U型水封1的水封未建立，則通過聯(lián)通管線安全殼內(nèi)與殼外聯(lián)通。安全殼壓力異常往往是在安全殼封閉之后一段時間才能發(fā)現(xiàn)，而此時反應(yīng)堆已經(jīng)臨界，如果出現(xiàn)異常進入安全殼的時機已經(jīng)錯過，只能通過關(guān)閉RPE027-028VP保證安全殼的壓力。因此建議在殼外增加水封管線（U型水封2），該水封管線布置有注水管線和溢流管線，以便能在水封消失時注水和監(jiān)視水封的存在。技術(shù)規(guī)范要求正常情況下安全殼壓力在+3kPa到-4kPa之間，并且不能超過+6kPa。新加的U型管高度1m可滿足安全殼內(nèi)外壓差+10kPa 對應(yīng)的水封要求。

2015年1月5日，關(guān)閉RPE的安全殼隔離閥RPE027/028VP、RPE055/056VE、RPE017/018VP經(jīng)過2天的觀察，安全殼各壓力表基本維持不變而且仍略有下降的趨勢，因此基本可以排除通過RPE排水管線的泄漏。

8m人員閘門的密封性問題由于門動作時間與安全殼壓力折點趨勢大致吻合，因此也被列入泄漏嫌疑點內(nèi)。2014年12月30日，2號機組小修，進入熱停堆狀態(tài)，通過8m人員閘門進入安全殼內(nèi)檢查人員閘門內(nèi)外門密封性，并未發(fā)現(xiàn)異常。準(zhǔn)備在其他嫌疑泄漏點未果的情況下再執(zhí)行一次8m人員閘門的密封性試驗。

由于隔離ETY保健物理監(jiān)測回路，會產(chǎn)生KRT的第二組I0，因此優(yōu)先考慮排除其他情況。2015年1月9日，隔離ETY保健物理監(jiān)測回路（隔離ETY042VA/043VA/044VA/045VA），在隔離后，發(fā)現(xiàn)ETY102MP壓力趨勢（如圖3-2），由原來的鋸齒狀轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€。但也無法排除壓力表ETY102MP的精度誤差。12h后發(fā)現(xiàn)ETY102MP壓力上漲一個臺階，由直線再次變?yōu)殇忼X狀，2h后，其他的壓力表也開始增加。安全殼泄漏點基本已鎖定。通知保健物理人員檢查該回路，發(fā)現(xiàn)連接KRT儀表的皮管處有破口。處理后，再次投運ETY回路，觀察安全殼壓力上漲正常。

4 結(jié)論

壓水堆核電廠安全殼在安全上至關(guān)重要，技術(shù)規(guī)格書上對其泄漏要求非常嚴(yán)格，要求小于5Nm3/h，無論是向外或向外泄漏。由于安全殼的容積特別大（50000m3/h），細微的改變（漏或不漏）引起參數(shù)的變化（壓力或泄漏率（通過計算而來），需要較長的時間，即存在嚴(yán)重的滯后性（壓力一般需要24小時以上，泄漏率的變化需要5天甚至更長）。如此安全殼泄漏的缺陷不能及時發(fā)現(xiàn)，或安全殼泄漏點隔離需要一段時間才能表現(xiàn)出來。其二，安全殼接口繁多（貫穿件，閘門等），存在泄漏的地方分布極廣。通過文章分析：

1）安全殼的泄漏通過安全殼壓力的細微變化（非增長或下降趨勢）可以及時（一般1-2h）判斷狀態(tài)是否發(fā)生改變；

2）定位泄漏點一般采取隔離法和排除法，一般通過貫穿件試驗和閘門密封性試驗排除大部分的泄漏點；

3）泄漏的定位點最總一般確定在日常投運的貫穿件上，如RPE的排水管線，ETY的KRT安全殼取樣管線上等；

4）安全殼泄漏率參數(shù)為非直接測量參數(shù)，而是建模計算的數(shù)據(jù)，因此隨探頭或軟件問題可能存在計算的錯誤或偏差，需要準(zhǔn)確判斷泄漏是否合理。

[責(zé)任編輯：張濤]