曲世慶

【摘 要】本文針對(duì)大修期間運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的特殊要求，分析和論述開(kāi)展大修活動(dòng)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注的注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書；大修；檢查規(guī)程

通過(guò)概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（PSA）的分析研究表明，大修期間諸多的不安全因素和狀態(tài)等對(duì)堆芯熔化的貢獻(xiàn)占相當(dāng)大的比例。嚴(yán)格遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書確定的規(guī)則，可以確保安全重要系統(tǒng)在故障或事故下的正確運(yùn)行，也是確保事故程序發(fā)揮作用的一個(gè)基本前提。

1 大修期間主要存在的核安全風(fēng)險(xiǎn)

針對(duì)核安全控制的三大功能，反應(yīng)性控制、堆芯冷卻和放射性物質(zhì)的包容而言，機(jī)組大修期間的核安全風(fēng)險(xiǎn)同功率運(yùn)行相比一點(diǎn)也沒(méi)有降低。相反在大修期間，由于大量核安全相關(guān)設(shè)備因?yàn)榫S修而退出運(yùn)行，安全保障系統(tǒng)可能不可用。而且在發(fā)生事故時(shí)，操縱員可以動(dòng)用的對(duì)策手段也相對(duì)較少。下面就核安全控制的三大功能對(duì)大修期間存在的主要核安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

1.1 反應(yīng)性控制

就反應(yīng)性控制而言，盡管大修時(shí)反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)，自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)已經(jīng)終止，然而在此階段發(fā)生誤稀釋、意外臨界的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。此時(shí)控制棒可能全部插入堆芯，控制誤稀釋的手段相對(duì)較少，而且反應(yīng)堆處于次臨界狀態(tài)，與功率運(yùn)行時(shí)相比發(fā)現(xiàn)和探測(cè)到誤稀釋的難度增加。在功率運(yùn)行時(shí)若發(fā)生誤稀釋，一回路平均溫度馬上會(huì)變化，用于一回路平均溫度控制的控制棒組立刻會(huì)有響應(yīng)，而隨后△I會(huì)變化，對(duì)于這一系列變化容易被反應(yīng)堆操縱員所發(fā)現(xiàn)和作出正確判斷，然而在次臨界狀態(tài)下，發(fā)現(xiàn)和探測(cè)到誤稀釋的手段相對(duì)較少，只有通過(guò)源量程中子通量和一回路硼濃度的變化來(lái)發(fā)現(xiàn)可能的誤稀釋，而一旦發(fā)現(xiàn)，時(shí)間也較晚，而且在大修時(shí)系統(tǒng)和設(shè)備的狀態(tài)多變，進(jìn)行水傳輸?shù)臋C(jī)會(huì)較多，操作頻繁，發(fā)生人因失誤的幾率也大為增加，因此發(fā)生誤稀釋的幾率也相對(duì)較大。

1.2 堆芯冷卻

就堆芯的冷卻而言，在大修期間盡管自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)已經(jīng)終止，然而堆芯中有大量的剩余釋熱需要保證得到有效地導(dǎo)出，否則將聚集從而導(dǎo)致燃料元件損壞。同時(shí)大修過(guò)程中由于需要檢修（機(jī)械或電氣檢修），可能導(dǎo)致燃料組件只有一列冷源，增加燃料元件失去冷卻的幾率。

1.3 放射性包容

對(duì)于放射性物質(zhì)的包容而言，在大修期間，核安全三道屏障不一定完整，燃料組件可能在堆芯，也可能在核燃料廠房，而在燃料組件的裝卸料的過(guò)程中，燃料組件損壞的可能性也較大，而作為第二道屏障的一回路壓力邊界也開(kāi)啟，第三道屏障安全殼也開(kāi)啟，所以一旦發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏，其中部分安全屏障可能不可用，其直接后果可能造成放射性物質(zhì)直接向環(huán)境排放。

2 大修期間運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的特殊要求及注意事項(xiàng)

本人結(jié)合實(shí)際工作，針對(duì)運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書中一些難點(diǎn)和容易出現(xiàn)偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的情況，進(jìn)行分析和討論，以便嚴(yán)格的遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書，從而保證機(jī)組的安全。

2.1 維修冷停堆相關(guān)問(wèn)題

在機(jī)組大修期間，機(jī)組處于維修冷停堆時(shí)的核安全風(fēng)險(xiǎn)是很大的，在實(shí)際工作過(guò)程中，若沒(méi)有很好地理解維修冷停堆的定義，很容易造成偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書，特別是在大修期間工作任務(wù)十分繁重的情況下。

維修冷停堆的主要風(fēng)險(xiǎn)：

1）蒸汽發(fā)生器不可用（一回路小開(kāi)口除外），堆芯余熱導(dǎo)出只能通過(guò)其它需供電的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)；

2）水裝量較少，一回路可能在RRA運(yùn)行最低水位，水的熱慣性很少，失去冷卻很快將導(dǎo)致堆芯裸露；

3）同樣因?yàn)樗b量少，發(fā)生誤稀釋時(shí)后果要嚴(yán)重得多，因?yàn)橄♂尩每欤?/p>

4）RRA在低水位運(yùn)行時(shí)，RRA泵汽蝕或者入口渦流的從而導(dǎo)致失去冷卻的風(fēng)險(xiǎn)大。

正因?yàn)榫S修冷停堆具有上述主要風(fēng)險(xiǎn)，所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書規(guī)定在維修冷停堆工況要求必須四路電源可用（兩路廠外電源和兩路廠內(nèi)電源），而在換料冷停堆和正常冷停堆卻沒(méi)有這樣要求。

同時(shí)為了降低主回路低水位時(shí)的核安全風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書規(guī)定：當(dāng)主回路水位低于壓力容器法蘭面時(shí)，要求下列設(shè)施可用：

1）向主回路提供重力補(bǔ)水的連接；

2）通過(guò)RIS系統(tǒng)從換料水箱補(bǔ)水；

3）通過(guò)RRA系統(tǒng)從換料水箱補(bǔ)水；

4）通過(guò)RRA系統(tǒng)從乏燃料水池補(bǔ)水；

5）兩個(gè)機(jī)組的RCV系統(tǒng)的連接，依據(jù)事故規(guī)程在主控室進(jìn)行該連接的應(yīng)用。

當(dāng)次臨界30天后過(guò)渡到RRA低水位運(yùn)行時(shí)，規(guī)程中的措施的實(shí)施要求9LKI配電盤和RIS011PO泵（其流量可排出余熱）可用，通過(guò)9LGIB配電盤， 9LGIB配電盤由相鄰機(jī)組的LGD配電盤供電。

在一回路小開(kāi)口之前（例如開(kāi)啟穩(wěn)壓器排氣閥、進(jìn)行目視水位計(jì)在線等）必須要求從正常冷停堆過(guò)渡到維修冷停堆的DHP合格簽字之后才能進(jìn)行。

同樣在機(jī)組狀態(tài)向上走的過(guò)程中，在一回路充水排氣完閉最后關(guān)閉穩(wěn)壓器排氣閥之前，必須要求從維修冷停堆過(guò)渡到正常冷停堆的DHP合格簽字之后才能進(jìn)行。

2.2 停堆通量

在維修冷停堆和換料冷停堆，控制棒全部插入堆芯，源量程高通量緊急停堆保護(hù)功能實(shí)際上已經(jīng)無(wú)效了。

稀釋事故分析表明，只要停堆狀態(tài)下高通量閾值的設(shè)定始終至多等于停堆狀態(tài)下正常通量的3倍，那么在出現(xiàn)故障發(fā)生誤稀釋，反應(yīng)堆重返臨界前，操縱員就擁有足夠的干預(yù)時(shí)間。

所以必須根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的要求按照當(dāng)前實(shí)測(cè)中子通量水平（Ф0）來(lái)及時(shí)調(diào)整停堆通量高報(bào)警信號(hào)。

2.3 主泵停運(yùn)時(shí)防止誤稀釋的規(guī)定

已經(jīng)進(jìn)行的反應(yīng)性事故研究表明：在一回路主泵停運(yùn)的運(yùn)行工況下，如果硼濃度非常低的水和/或冷水、體積為m3數(shù)量級(jí)的進(jìn)入一回路的話，反應(yīng)堆堆芯的后果將非常嚴(yán)重。

事實(shí)上，失去強(qiáng)迫循環(huán)和如果自然循環(huán)的流量不足夠的話，這團(tuán)清水和/或冷水借助于一些連接回路會(huì)在一回路中聚集，而當(dāng)啟動(dòng)主泵時(shí)，這團(tuán)清水進(jìn)入堆芯，將引起反應(yīng)堆準(zhǔn)瞬時(shí)重新臨界。

所以在主泵停運(yùn)時(shí)，一定要將RCV泵吸入口切換到PTR001BA，因此我們專門設(shè)置了防止誤稀釋的保護(hù)（ADP）。

2.4 第三道屏障

安全殼設(shè)計(jì)承受一回路管道或二回路蒸汽管道雙端斷裂事故過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力。在發(fā)生失水事故或主蒸汽管破裂事故后的很短時(shí)間內(nèi)，在安全殼噴淋系統(tǒng)還未投入運(yùn)行前，安全殼內(nèi)的壓力將會(huì)達(dá)到一個(gè)峰值。安全殼設(shè)計(jì)成能經(jīng)受此峰值壓力。此峰值壓力取決于破口處的質(zhì)能釋放以及破裂前安全殼內(nèi)的壓力和溫度條件。根據(jù)FSAR第15章的計(jì)算假定，安全殼的初始?jí)毫?.11MPa（絕對(duì)），安全殼的設(shè)計(jì)壓力為0.45MPa（絕對(duì)），如果事故前安全殼內(nèi)相對(duì)壓力大于100mbar ，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故發(fā)生后安全殼內(nèi)壓力可能超過(guò)設(shè)計(jì)值。

正常運(yùn)行工況，按保守策略，安全殼內(nèi)的相對(duì)壓力在-40～+60mbar之間，安全殼內(nèi)的壓力變化與運(yùn)行時(shí)間有關(guān)，特別是與使用壓縮空氣的氣動(dòng)閥操作頻度相關(guān)以及安全殼內(nèi)壓縮空氣的泄漏有關(guān)。在安全殼壓力在100mbar之前，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書應(yīng)該規(guī)定在60mbar到100mbar之間時(shí)，應(yīng)該盡快降低反應(yīng)堆廠房的相對(duì)壓力到可接受的范圍內(nèi)。

為保證事故工況下，最大安全殼泄漏率不超過(guò)每24小時(shí)0.3%個(gè)安全殼內(nèi)總體積，必須定期檢查安全殼密封性。通過(guò)在停機(jī)期間對(duì)安全殼及其貫穿件的定期試驗(yàn)保證這一檢查。同時(shí)在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，也可對(duì)安全殼密封性進(jìn)行某些跟蹤。

限值目的是檢查：

1）所有貫穿安全殼的回路和與安全殼內(nèi)外空氣直接相通的系統(tǒng)處于正常在線狀態(tài)（尤其保持相應(yīng)水封）；

2）在連接安全殼內(nèi)外的貫穿件有無(wú)大的泄漏（特別SAS，EBA 大直徑的貫穿件）。

大修期間容易造成第三道屏障不滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書：

1）8米和0米人員閘門的開(kāi)啟或聯(lián)鎖不能滿足要求；

2）設(shè)備艙和生物屏蔽門的開(kāi)啟不滿足要求；

3）機(jī)械貫穿件不能滿足要求；

4）在蒸汽發(fā)生器二次側(cè)人孔、手孔或眼孔打開(kāi)的情況下可能通過(guò)構(gòu)成安全殼密封擴(kuò)展邊界的APG、ARE、ASG、REN二回路系統(tǒng)、SIR和VVP等系統(tǒng)而旁路（例如VVP安全閥工作、GCT-A工作等等）；

5）燃料傳輸通道不滿足要求。

在反應(yīng)堆水池排空的情況下打開(kāi)燃料輸運(yùn)通道，最大的風(fēng)險(xiǎn)在于乏燃料水池同反應(yīng)堆水池之間僅僅靠一道水閘門（乏燃料水池同燃料傳輸池之間）來(lái)密封，而水閘門失去壓空供氣或密封損壞失效時(shí)將導(dǎo)致乏燃料水池跑水。所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書有非常嚴(yán)格的規(guī)定。

在乏燃料水池跑水的情況下，可能導(dǎo)致PTR泵吸入口失水而導(dǎo)致KX廠房水池失去冷卻或水池的生物屏蔽不充分的放射性保護(hù)事故。

2.5 停堆換料期間反應(yīng)堆廠房的動(dòng)態(tài)屏蔽

在停堆換料期間，開(kāi)啟8m氣閘門時(shí)，RX廠房由動(dòng)態(tài)屏蔽代替靜態(tài)屏蔽，RX廠房的壓力應(yīng)低于核輔助廠房并且在氣閘門處安裝門簾。應(yīng)檢查ETY的通風(fēng)確認(rèn)其能順利地切換到碘排風(fēng)，以保證事故情況下靜態(tài)屏蔽建立前（關(guān)閉8m氣閘）EBA的隔離期間的動(dòng)態(tài)屏蔽。由于安全殼內(nèi)壓力上升的情況下動(dòng)態(tài)屏蔽不再有效，因此8m氣閘門應(yīng)能快速關(guān)閉。

正常情況下DVN-EBA使RX的壓力低于核輔助廠房，建立動(dòng)態(tài)屏障。然而在失去冷卻或者發(fā)生燃料裝卸事故的情況下，EBA隔離，動(dòng)態(tài)屏障繼續(xù)由掃氣功能保證（ETY應(yīng)在5分鐘內(nèi)投運(yùn)）。這種模式下，兩列帶碘捕捉器的ETY必須可用（與碘過(guò)濾器相關(guān)的加熱器也同時(shí)可用）。

為防止安全殼隔離閥自動(dòng)關(guān)閉（意外的）而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)屏蔽破壞，必須閉鎖導(dǎo)致該閥門自動(dòng)關(guān)閉的信號(hào)（TCAKRT01 閉鎖KRT009/017MA放射性高二ETY隔離信號(hào)）。

在進(jìn)行放射性燃料操作時(shí)，允許安全殼動(dòng)態(tài)屏蔽。這樣既能保證核安全（特別是操作風(fēng)險(xiǎn)），又能保證人員安全（由無(wú)聯(lián)鎖并裝有門簾的氣閘門快速撤離）。

EBA使RX的壓力低于核輔助廠房，建立動(dòng)態(tài)屏障。當(dāng)RX放射性高時(shí)，EBA保證人員撤離期間由ETY掃氣回路實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)屏蔽功能繼續(xù)（ETY應(yīng)在5分鐘內(nèi)投運(yùn)）（IPMC001）

兩列ETY及其加熱器、碘過(guò)濾器必須可用，兩列風(fēng)機(jī)中其中一列可由內(nèi)部電源供電。

為防止安全殼隔離閥自動(dòng)關(guān)閉（意外的）而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)屏蔽破壞，必須閉鎖導(dǎo)致該閥門自動(dòng)關(guān)閉的信號(hào)。

預(yù)防性投入一列ETY 是沒(méi)有必要的，因?yàn)槿剂喜僮魇鹿拾l(fā)生后人員撤離期間，ETY能夠快速投運(yùn)形成動(dòng)態(tài)屏蔽。

2.6 GCT-A的安全功能

根據(jù)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范，GCT—A系統(tǒng)的安全功能主要體現(xiàn)在它是在某些事故后的運(yùn)行規(guī)定中使用（如SGTR，主回路小破口）的系統(tǒng)。對(duì)二回路的超壓保護(hù)的安全功能不是由GCT—A系統(tǒng)來(lái)承擔(dān)而是主要由主蒸汽安全閥來(lái)承擔(dān)。而在某些事故處理中GCT—A系統(tǒng)承擔(dān)相應(yīng)的安全功能。在SGTR事故中，必須需要利用GCT—A盡快對(duì)一回路冷卻從而在保證堆芯飽和裕度的前提下盡快對(duì)一回路降壓達(dá)到平衡一、二回路之間的壓力減少壓差以減少泄漏，而在一回路小破口事故中，也需要GCT—A盡快對(duì)一回路冷卻使在保證堆芯飽和裕度的前提下盡快對(duì)一回路降壓從而減少泄漏。

2.7 PAMS系統(tǒng)

PAMS在事故處理過(guò)程中以綜合詳細(xì)的形式為主控制室操縱員提供準(zhǔn)確的、冗余的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合主控室的其它信息，使操縱員能夠跟蹤反應(yīng)堆狀態(tài)相關(guān)的物理參數(shù)的變化。PAMS通道的設(shè)計(jì)和RPR相同，而且某些回路是兩系統(tǒng)公用的。

此系統(tǒng)的功能如下：

1）事故后的輔助診斷；

2）執(zhí)行事故規(guī)程時(shí)幫助決策；

3）幫助事故后監(jiān)視。

PAMS由下列部分組成：

1）狀態(tài)燈（顯示安全保護(hù)的要求）；

2）B列堆芯冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；

3）用于顯示安全相關(guān)系統(tǒng)物理參數(shù)的設(shè)備；

4）其它信息設(shè)備。

安全監(jiān)督盤的功能如下：

1）根據(jù)主泵狀態(tài)、一回路壓力和堆芯熱電偶測(cè)量溫度計(jì)算并顯示出飽和溫度裕度ΔTSAT、堆芯最高溫度和壓力容器水位；

2）信息系統(tǒng)采集、處理并顯示數(shù)據(jù)以便幫助事故診斷和事故處理；控制盤上各系統(tǒng)相關(guān)的狀態(tài)燈反映出安全保護(hù)要求的狀態(tài)（自動(dòng)停堆、安注、噴淋……）。

堆芯冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用：持續(xù)地向操縱員顯示堆芯冷卻相關(guān)的數(shù)據(jù)，以便判斷一回路水沸騰的風(fēng)險(xiǎn)。堆芯冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向A/B列提供數(shù)據(jù)（一回路壓力、安全殼壓力、堆芯溫度）。系統(tǒng)的每一列都顯示堆芯出口最高溫度，飽和溫度裕度ΔTSAT，壓力容器水位等。

3 狀態(tài)控制規(guī)程

從上面的分析可以得出在大修期間存在的主要核安全風(fēng)險(xiǎn)，必須有效地歸避這些核安全風(fēng)險(xiǎn)，確保大修期間的核安全作到萬(wàn)無(wú)一失，從而達(dá)到保護(hù)公眾和保護(hù)環(huán)境的最終目的。

而且正因?yàn)榇笮奁陂g運(yùn)行狀態(tài)多變，為了保證運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書在大修期間能夠得到很好地遵守，所以特別設(shè)置了兩類狀態(tài)控制規(guī)程，一類是靜態(tài)狀態(tài)控制規(guī)程（PT9SHP），它用于檢查機(jī)組所在的大修狀態(tài)的設(shè)備可用性滿足核安全的要求，滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書對(duì)該狀態(tài)下設(shè)備可用性的要求，只要運(yùn)行狀態(tài)處于該狀態(tài)，運(yùn)行值必須至少每班一次執(zhí)行相應(yīng)的靜態(tài)控制規(guī)程，而且該規(guī)程由大修安全工程師獨(dú)立驗(yàn)證執(zhí)行。另一類是動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換控制規(guī)程（PT9DHP），它是在運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換之前，檢查下一個(gè)狀態(tài)所需的設(shè)備和系統(tǒng)滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的要求。只有在相應(yīng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換控制規(guī)程的條件得到滿足之后，并且由大修安全工程師進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證簽字同意之后，才允許進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于換料大修過(guò)程反應(yīng)堆要經(jīng)歷從功率運(yùn)行到換料冷停堆以及再?gòu)膿Q料冷停堆到功率運(yùn)行的各個(gè)階段和狀態(tài)，系統(tǒng)和設(shè)備的狀態(tài)多變。然而在每一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，保證核安全的三大功能和支持功能必須無(wú)條件得到滿足，所以運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書對(duì)大修期間的每種標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)都給出了明確的定義，而且詳細(xì)的規(guī)定了在各種運(yùn)行狀態(tài)下為保證核安全三大功能（反應(yīng)性控制、冷卻、放射性物質(zhì)的包容）的所有必須可用的設(shè)備和系統(tǒng)，嚴(yán)格遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書是保證大修核安全的首要前提。在大修期間，嚴(yán)格執(zhí)行和遵守了DHP/SHP規(guī)程，運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書就能夠得到了很好的遵守，否則，就可能偏離運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的要求，核安全就無(wú)法得到保證。

[責(zé)任編輯：湯靜]