徐雪松 敖澤閩 張毅

摘 要：本文介紹了福清核電廠硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)（REA系統(tǒng)）的基本功能，調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)的問題的情況及解決辦法，重點(diǎn)對(duì)REA水箱浮頂沉水事件、硼酸輸送泵軸封泄漏過(guò)大事件進(jìn)行了分析，總結(jié)了調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)類似問題的解決經(jīng)驗(yàn)及注意事項(xiàng)，并對(duì)后續(xù)M310機(jī)組的調(diào)試和運(yùn)行工作有一定的參考價(jià)值，對(duì)于后續(xù)機(jī)組REA系統(tǒng)調(diào)試避免再發(fā)生同類問題有重要意義。

關(guān)鍵詞：福清核電REA系統(tǒng)；水箱浮頂；軸封流量

中圖分類號(hào)： TM623.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）19-163-2

1 REA系統(tǒng)功能及組成概述

1.1 M310機(jī)組REA系統(tǒng)功能

硼和水補(bǔ)給（REA）系統(tǒng)是一回路系統(tǒng)的重要支持系統(tǒng)之一，主要為RCP系統(tǒng)提供反應(yīng)性控制所需要的水和硼酸溶液，補(bǔ)償由于瞬態(tài)冷卻引起的翻越堆冷卻劑體積變化，并通過(guò)RCV系統(tǒng)為一回路注入控制氧含量的聯(lián)氨溶液和控制PH值的LiOH溶液。

REA系統(tǒng)還具有以下重要輔助功能：向反應(yīng)堆換料水池和乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)換料水箱注入1.25%的硼酸溶液；向安全注入系統(tǒng)（RIS）的硼酸波動(dòng)箱注入（7000-9000ppm）的濃硼酸溶液；配合設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的正常冷卻，提供輔助噴淋水給穩(wěn)壓器泄壓箱等。

1.2 REA系統(tǒng)的組成

REA系統(tǒng)以安全功能劃分可分為與安全功能無(wú)關(guān)的水部分和與安全功能相關(guān)的硼酸部分，具體可分為四個(gè)回路：補(bǔ)水回路、硼補(bǔ)充回路、硼酸配制回路及化學(xué)添加劑配制回路。

2 REA水箱浮頂沉底事件

2.1 浮頂結(jié)構(gòu)及事件概述

M310機(jī)組REA補(bǔ)給水箱為兩臺(tái)機(jī)組共用，當(dāng)一個(gè)水箱在充水和備用時(shí)，另一個(gè)水箱可向兩套機(jī)組供水，其外徑為6400×14350mm，全容積為373m3，有效容積為300m3。為了防止水箱內(nèi)除鹽除氧水復(fù)氧，兩個(gè)罐子均采用浮頂結(jié)構(gòu)。浮頂外徑為5780mm，與6200mm內(nèi)徑的大罐之間用橡膠隔膜密封，其頂部有排氣閥，用于充水時(shí)將罐子頂部氣體排出。

2012年，福清核電REA系統(tǒng)調(diào)試人員在對(duì)9REA002BA進(jìn)行排空過(guò)程中，水箱水位降到1m左右時(shí)浮頂出現(xiàn)較大傾斜，卡在水箱筒體中不再隨著水位降低而下降。調(diào)試人員發(fā)現(xiàn)浮頂傾斜后立即停止排水，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分析后隨即開始對(duì)水箱充水，希望通過(guò)充水來(lái)抬升浮頂以達(dá)到矯正浮頂?shù)哪康?。而浮頂由于傾斜較嚴(yán)重導(dǎo)致卡住無(wú)法上升，水箱內(nèi)的除鹽水從中心打開的浮頂排氣閥（9REA092VD）和真空保護(hù)彎管處壓出，噴到浮頂上部，浮頂由于上部進(jìn)水而下沉，最終沉入水箱底部。

2.2 浮頂沉底事件原因分析

①由于浮頂周圈密封橡膠的牽引力的作用，在密封橡膠潤(rùn)滑水不足或褶皺時(shí)，出現(xiàn)浮頂升降不均衡的情況，造成浮頂傾斜，傾斜過(guò)大時(shí)進(jìn)一步擠壓密封橡膠，導(dǎo)致浮頂卡住。

②浮頂卡住后調(diào)試人員進(jìn)行充水操作，希望恢復(fù)浮頂平衡，然而卡住的浮頂不能上浮，所充的除鹽水在壓力作用下從打開的浮頂排氣閥（9REA092VD）和真空保護(hù)彎管處壓出，導(dǎo)致浮頂上部進(jìn)水。

③接著在關(guān)閉補(bǔ)水閥后，由于浮頂上部重力進(jìn)一步增加和虹吸作用，導(dǎo)致浮頂進(jìn)一步下沉，在壓力作用下，水箱內(nèi)的除鹽水仍然快速的進(jìn)入浮頂上部，浮頂最終沉入水箱底部。

④事件的根本原因在于年輕的調(diào)試人員經(jīng)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)尚且不足：在進(jìn)行水箱排水操作尤其是當(dāng)水位已經(jīng)較低時(shí)，沒有安排專人負(fù)責(zé)觀察浮頂運(yùn)行狀態(tài)以盡早發(fā)現(xiàn)浮頂傾斜，導(dǎo)致浮頂出現(xiàn)較大傾斜后才停止排水，在發(fā)現(xiàn)浮頂傾斜后采取充水矯正措施過(guò)于武斷，沒有進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

2.3 浮頂沉底解決方法研究

①M(fèi)310機(jī)組REA補(bǔ)給水箱采用橡膠模進(jìn)行浮頂密封，浮頂在水箱充排水過(guò)程中當(dāng)密封橡膠潤(rùn)滑水不足或褶皺時(shí)存在傾斜卡住的風(fēng)險(xiǎn)，且水箱水位越低風(fēng)險(xiǎn)越大，當(dāng)水位在2m以下時(shí)需特別注意，在此情況下進(jìn)行充排水時(shí)務(wù)必要安排人員監(jiān)視浮頂狀態(tài)。

②若浮頂傾斜卡住，應(yīng)理解停止充排水，此時(shí)可以采取靜置2-3小時(shí)的辦法，在重力的作用下浮頂可能會(huì)自動(dòng)恢復(fù)水平。

③當(dāng)浮頂嚴(yán)重傾斜無(wú)法恢復(fù)時(shí)，可通過(guò)臨時(shí)安裝繩梯使人員下到浮頂上，通過(guò)人力推動(dòng)和搖晃浮頂而使浮頂盡快恢復(fù)水平。據(jù)福清核電1、2號(hào)機(jī)組調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)給水箱水位在約1.5m以上后，只需一個(gè)人即可以輕松晃動(dòng)浮頂。

④當(dāng)發(fā)生浮頂沉底后，可安裝大功率臨時(shí)潛水泵將浮頂上部的水抽出后，重新緩慢對(duì)水箱進(jìn)行多次充排水以沖洗水箱和調(diào)整浮頂，同時(shí)應(yīng)避免不當(dāng)操作，防止造成設(shè)備和密封膜的損壞。

3 硼酸輸送泵軸封泄漏過(guò)大事件

3.1 軸封泄漏過(guò)大事件概述

2012年11月24日，安裝公司在進(jìn)行硼酸輸送泵（1REA003PO）的帶載試驗(yàn)前，按照供貨商提供的硼酸輸送泵運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)要求（壓力：0.01-0.05MPa，流量0.5 m3/h）調(diào)整機(jī)械密封沖洗水的參數(shù)。試驗(yàn)人員緩慢打開1REA241VD直到1REA099LP的讀數(shù)穩(wěn)定在0.01Mpa，此時(shí)1REA003PO的軸封壓蓋處出現(xiàn)大量泄漏，沖洗水呈柱狀噴出。試驗(yàn)人員立即關(guān)閉1REA241VD，此時(shí)軸封壓蓋處的泄漏停止。之后試驗(yàn)人員在1REA241VD有很小的開度下（保證軸封壓蓋處無(wú)泄漏），啟動(dòng)1REA003PO，當(dāng)再次開大1REA241VD后，軸封壓蓋處的泄漏仍然很大，立即停止1REA003PO。試驗(yàn)人員隨后對(duì)1REA004PO進(jìn)行了類似的操作，發(fā)現(xiàn)1REA004PO的軸封壓蓋處也同樣出現(xiàn)大量泄漏。

3.2 軸封泄漏過(guò)大原因分析

針對(duì)硼酸輸送泵軸封泄漏流量過(guò)大問題，分析可能存在的原因如下：

①軸封壓蓋處螺栓未擰緊；

②軸封處密封元件有異物；

③軸封處密封元件損壞或選型不對(duì)（承壓能力不足）；

④軸封水壓力過(guò)高。

安裝公司人員在發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)發(fā)出了《設(shè)備供貨商現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)申報(bào)單》，在硼酸泵廠家大連深藍(lán)人員到場(chǎng)后，通過(guò)緊固軸封壓蓋螺栓，拆卸泵軸封密封元件進(jìn)行清洗并確認(rèn)完整后回裝，通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)泄漏仍然很大。此外，大連深藍(lán)廠家對(duì)此問題的澄清描述為：“根據(jù)密封設(shè)計(jì)方案，此處的泄漏為急冷液泄漏，而非工作介質(zhì)的泄漏，所以此處的泄漏為合理的，而非設(shè)備制造安裝問題。根據(jù)我方獲批的設(shè)備圖紙，急冷液為除鹽水，流量為0.5 m3/h，壓力為0.01-0.05MPa。請(qǐng)貴司按此參數(shù)要求控制急冷液并進(jìn)行調(diào)試”。

安裝公司試驗(yàn)人員于2012年11月28日再次進(jìn)行了1REA004PO帶載試驗(yàn)，首先通過(guò)關(guān)小軸封供水閥1REA242VD來(lái)控制泄漏量在每秒2-3滴，1REA004PO運(yùn)行了大概4分鐘后測(cè)振和測(cè)溫一切正常。隨后按照廠家的澄清要求，將軸封水調(diào)節(jié)至0.01MPa，軸封處即往外呈噴射狀泄漏。

3.3 軸封泄漏過(guò)大問題解決措施

調(diào)試人員隨后對(duì)同行電廠情況進(jìn)行了解，得知同行電廠的硼酸輸送泵軸封供水閥門為幾乎全關(guān)，并且執(zhí)行了行政隔離，只要求軸封處有水即能保證硼酸泵安全運(yùn)行。調(diào)試人員將此情況再次反饋硼酸泵廠家大連深藍(lán)及泵密封供應(yīng)商上海伯格曼有限公司后，經(jīng)廠家技術(shù)人員赴現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)確認(rèn)后，由上海伯格曼有限公司出示最終技術(shù)澄清：密封無(wú)需進(jìn)行大流量沖洗，只要保證有水流動(dòng)就可防止密封面滲出的微量介質(zhì)結(jié)晶，一般是無(wú)壓狀態(tài)。

根據(jù)上海伯格曼有限公司技術(shù)澄清，安裝公司試驗(yàn)人員通過(guò)關(guān)小軸封供水閥門調(diào)節(jié)到軸封泄漏約為1滴/min，帶載試車工作順利進(jìn)行，并且硼酸泵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常。幾年來(lái)，1REA003PO、1REA004PO硼酸輸送泵一直處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

4 REA系統(tǒng)兩起調(diào)試事件經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

從這兩起事件中，我們可以看出，調(diào)試工作人員在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)工作中遇到系統(tǒng)的異常情況時(shí)，應(yīng)馬上停下來(lái)，進(jìn)行充分的方案研究和風(fēng)險(xiǎn)分析后再采取下一步糾正措施，避免貿(mào)然采取不正確的行動(dòng)而導(dǎo)致后果擴(kuò)大。同時(shí)應(yīng)在調(diào)試工作的同時(shí)深入研究設(shè)備相關(guān)的圖紙資料，尋找出系統(tǒng)設(shè)備可能存在的風(fēng)險(xiǎn)和缺陷，并積極獲取同行經(jīng)驗(yàn)反饋材料，采鑒同行電廠的先進(jìn)做法，推動(dòng)調(diào)試工作的順利進(jìn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《0426XREAXTS02—反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)手冊(cè)》.中國(guó)核電工程有限公司.

[2] 《04262REAXTS10002—重要廠用水系統(tǒng)流程圖》.福建福清核電有限公司.

[3] REA系統(tǒng)安全準(zhǔn)則.中國(guó)核電工程有限公司.

[4] 張毅.REA系統(tǒng)調(diào)試典型事件分析.福建福清核電有限公司.

[5] 《福建福清核電廠1、2號(hào)機(jī)組中級(jí)運(yùn)行培訓(xùn)教材》.福建福清核電有限公司.