李曉剛 劉海

摘 要：主泵高壓泄漏流量值是主泵運行期間的重要參數(shù)。當(dāng)高壓泄漏流量異常時，將造成主泵停運及停機停堆。本文通過對主泵高壓泄漏流的影響因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主泵高壓泄漏流相關(guān)的邏輯設(shè)置問題，并提出邏輯優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：主泵;高壓泄漏流;反應(yīng)堆

中圖分類號：TL353.12;TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）01-0048-02

Influence Of HP Throttle Leakage On RCP

Operation And Logic Optimization

LI Xiaogang LIU Hai

（Fujian Fuqing Nuclear Power Co.， Ltd.，F(xiàn)uqing Fujian 350318）

Abstract： HP throttle leakage of the primary pumps is an important parameter during normal operation. When HP throttle leakage is abnormal， it will cause the primary pumps and the nuclear power plant shutdown. Based on the analysis of the possible influencing factors of HP throttle leakage， the problems were found， and the logic optimization was proposed.

Keywords： primary pumps;HP throttle leakage;nuclear reactor

1 高壓泄漏流量低導(dǎo)致的停堆事件簡介

某電廠2號機組3號上充泵跳閘，3臺主泵軸封水流量低，之后3臺主泵的高壓泄漏隔離閥關(guān)閉，并導(dǎo)致主泵自動停運的保護信號“高壓泄漏流量低信號”觸發(fā)，3臺主泵先后停運，觸發(fā)“反應(yīng)堆功率大于30%額定功率時一臺主泵跳閘”的自動停堆信號，反應(yīng)堆停堆。

2 事件原因分析

2.1 高壓泄漏流量異常導(dǎo)致主泵停運的原因

2.1.1 高壓泄漏流來源。軸封注入來自上充泵的出口。軸封注入在第一級軸封前分為三股流量：一部分流量向下流經(jīng)水導(dǎo)徑向軸承，然后與葉輪排出的反應(yīng)堆冷卻劑匯合;第二部分流量（正常運行時為400L/h）通過一條節(jié)流管路將壓力降低到10.4MPa，進(jìn)入第二級的密封腔冷卻第二級密封，然后再次通過一條節(jié)流管路，壓力從10.4MPa降低到0.2～0.3MPa，成為高壓泄漏流的一部分返回RCV系統(tǒng);第三部分流量（正常運行時為400L/h）也通過一條節(jié)流管路將壓力降低到5.4MPa，以進(jìn)入第三級的密封腔冷卻第三級密封，之后再次通過一條節(jié)流管路，壓力從5.4MPa降低到0.2～0.3MPa，也作為高壓泄漏流的一部分返回到RCV系統(tǒng)。因此，正常運行的情況下，主泵的高壓泄漏流為800L/h。

2.1.2 高壓泄漏流的作用。高壓泄漏流對主泵的運行非常重要。流過每一級軸封腔室的流量起冷卻作用，流過軸封動靜環(huán)接合面的流量確保動靜環(huán)接合面處建立液膜，避免動靜面接觸造成干摩擦[1]。

當(dāng)高壓泄漏流量過低時，說明軸封腔室的冷卻不足;流量過高，說明動靜環(huán)接合面泄漏量太大，動靜環(huán)失去密封作用，同時將造成軸封腔室的冷卻不足。當(dāng)軸封溫度高于100℃時，將造成軸封損壞和一回路冷卻劑泄漏。發(fā)生這樣的工況時，主泵自動停運，有效降低一回路泄漏，避免主泵進(jìn)一步損壞。

2.2 主泵跳閘導(dǎo)致停堆的原因

主泵跳閘導(dǎo)致停堆的原因是：機組功率運行期間，主泵的功能是維持一回路的強迫循環(huán)，通過蒸汽發(fā)生器，帶走堆芯熱量。為了避免主泵停運后，堆芯冷卻不足，造成堆芯燃料性能惡化，設(shè)置了與主泵運行狀態(tài)相關(guān)的停堆信號。具體信號內(nèi)容如下。

2.2.1 流量低保護。流量低保護用來防止由于堆功率不能及時導(dǎo)出而引起燃料和包殼溫度上升。

每個環(huán)路的三個測量線路中有兩個流量低于保護閾值（88.8%額定流量）就產(chǎn)生流量低報警，在功率大于10%[Pn]（額定功率）時，按“三取二”原則產(chǎn)生緊急停堆保護動作信號。

2.2.2 主泵電源開關(guān)跳閘保護。流量低可以通過每臺主泵電源開關(guān)的位置測得。主泵電源開關(guān)斷開，在功率大于10%[Pn]時，按“三取二”原則產(chǎn)生緊急停堆保護動作信號。

2.2.3 主泵轉(zhuǎn)速低保護。在功率大于10%[Pn]時，按“三取二”原則產(chǎn)生緊急停堆保護動作。轉(zhuǎn)速低（也就是電源頻率低）的緊急停堆信號接至主泵控制電路，使三臺主泵斷電（電源開關(guān)斷開）。因為繼續(xù)供電會使主泵電動機由于飛輪慣性作用而在發(fā)電制動瞬態(tài)下工作，消耗掉貯存在主泵飛輪中的能量，不利于自然循環(huán)的建立。

三個環(huán)路中有一個主泵斷路器斷開或一臺主泵流量低于保護閾值時，如果功率大于30%[Pn]，都會產(chǎn)生緊急停堆保護動作信號。

3 主泵高壓泄漏流影響因素分析

3.1 高壓泄漏流相關(guān)邏輯設(shè)置

3.1.1 高壓泄漏流量信號相關(guān)的停主泵邏輯。由高壓泄漏流量產(chǎn)生的主泵停運信號有以下兩個。

①高壓泄漏流量低2（200L/h），延時4s，同時沒有CIB（安全殼B階段隔離）信號，主泵停運;高壓泄漏流量低2（200L/h），延時4s，有CIB信號，延時10min，主泵停運。

②高壓泄漏流量高2（1 100L/h），延時4s，主泵停運。

3.1.2 高壓泄漏管線上的閥門自動關(guān)閉邏輯。在高壓泄漏管線上，每臺主泵設(shè)計一個電動隔離閥。之后，三臺主泵的高壓泄漏管線匯集在一起，通過安全殼，在安全殼內(nèi)外設(shè)置了兩個電動隔離閥。當(dāng)上述任一閥門關(guān)閉，將會造成主泵高壓泄漏流量低，進(jìn)而導(dǎo)致主泵停運。

以一號主泵為例，其高壓泄漏隔離閥為RCP901VP，在高壓泄漏母管上設(shè)置的電動閥編號為RCV088VP和RCV089VP。

RCP901VP的自動關(guān)閉信號是：①主泵軸封注入水流量低4，延時11s，軸封注水再循環(huán)閥RCP906VP關(guān)閉;②高壓泄漏流量高3，延時4s，軸封注水流量低。

RCV088VP自動關(guān)閉信號有CIB信號。

RCV089VP自動關(guān)閉信號是：①CIB信號;②RCV007&008&009VP全關(guān)時，KRT026MA（事故后REN堆冷卻劑Γ劑量率監(jiān)測道）高2;③RCV007&008&009VP非全關(guān)時，KRT026MA（事故后REN堆冷卻劑Γ劑量率監(jiān)測道）&001MA（反應(yīng)堆冷卻劑?；疃缺O(jiān)測道）高2。

3.2 高壓泄漏流相關(guān)邏輯問題

3.2.1 儀表故障造成高壓泄漏流量低，信號誤觸發(fā)。主泵高壓泄漏流量低2觸發(fā)主泵停運信號，只有當(dāng)對應(yīng)的兩塊儀表全部故障時，才會觸發(fā)主泵誤停運。該邏輯存在如下問題（以一號主泵為例）。

RCV137MD是窄量程儀表，量程為0～0.3m3/h;RCV036、037MD是寬量程儀表，量程為0～1.5m3/h。機組正常運行期間，主泵高壓泄漏流量接近800L/h，此時窄量程儀表處于失效狀態(tài)，根據(jù)缺省值清單，其用于主泵高壓泄漏流量低（200L/h）的邏輯缺省值為1。此時只要RCV036MD故障低于200L/h或失效（其缺省值為1），運行主泵將自動跳閘[2]。

改進(jìn)意見：修改RCV137MD的缺省值。為避免機組正常運行期間因RCV036MD故障造成主泵誤停，將RCV036/137MD用于高壓泄漏流量低，主泵邏輯信號的缺省值設(shè)置為0。

3.2.2 管線隔離造成高壓泄漏流量低。以一號主泵為例，討論其高壓泄漏隔離閥為RCP901VP和RCV089VP相關(guān)的邏輯問題。

3.2.2.1 RCP901VP自動關(guān)閉邏輯信號存在的問題。軸封注水流量低時，軸封再循環(huán)隔離閥RCP906VP需要約3s的時間才能動作脫開關(guān)限位，此時將產(chǎn)生如下動作序列：①主泵軸封注入水流量低2，延時10s開啟軸封再循環(huán)隔離閥，RCP906VP收到開啟命令;②由于軸封再循環(huán)隔離閥未完全脫離關(guān)限位（脫離關(guān)限位實際需時約3s），3臺主泵的高壓泄漏隔離閥保護關(guān)閉;③高壓泄漏隔離閥關(guān)閉，導(dǎo)致主泵高壓泄漏流量低，信號觸發(fā)，主泵跳閘。

改進(jìn)意見：將信號“主泵軸封注入水流量低4延時11s，如果主泵軸封再循環(huán)隔離閥在關(guān)閉位置，則保護關(guān)閉高壓泄漏隔離”中的延時修改為30s。

3.2.2.2 RCV089VP自動關(guān)閉邏輯信號存在的問題。當(dāng)發(fā)生燃料破損造成一回路放射性升高時，RCV089VP自動關(guān)閉，產(chǎn)生高壓泄漏流量低信號，造成三臺主泵停運，使機組直接進(jìn)入自然循環(huán)狀態(tài)。

改進(jìn)意見：建議取消KRT001、026MA放射性高關(guān)閉RCV089VP的邏輯。

4 結(jié)語

通過對主泵高壓泄漏流的流程、作用和邏輯進(jìn)行詳細(xì)介紹，并分析可能造成高壓泄漏流斷流的因素，對不合理的邏輯設(shè)置提出了修改意見。

參考文獻(xiàn)：

[1]李彥華，羅喬軍，葉京生.核電主泵軸封的性能及常見問題[J].通用機械，2011（1）：86-89.

[2]廖祥令.方家山核電廠主泵軸密封水系統(tǒng)運行分析[J].核動力工程，2015（s1）：78-81.