陳鵬　張金國

摘要：在壓水堆核電站一回路壓力保護功能中穩(wěn)壓器安全閥是非常重要的設備，通常是設置在穩(wěn)壓器頂部隔間，這個隔間的空間很小，活動多等特征，所以，需要梳理穩(wěn)壓器安全閥隔間的物質和各個環(huán)節(jié)的活動，從而對空間進行統(tǒng)籌規(guī)劃，進而確保穩(wěn)壓器的一回路壓力保護功能。本文主要分析了核電廠穩(wěn)壓器安全閥再供電意義及問題。

關鍵詞：核電站;穩(wěn)壓器;安全閥隔間;綜合布置

1 穩(wěn)壓器安全閥使用的意義

福島事故發(fā)生以后，中國在役及在建核電站針對福島事故進行總結整改工作，其中福島事故后穩(wěn)壓器安全閥再供電工作作為堆芯余熱排出重要手段，也是當中重要的整改工作之一。

根據(jù)福島當時事故的背景，如果核電站發(fā)生全廠斷電事故工況（SBO），如何順利排出堆芯余熱將成為事故處理首要工作。為應對極限事故工況堆芯冷卻，核電站在保留原有安全措施的基礎上增設了福島事故后一、二回路等應急補水改造。當一回路自然循環(huán)可以建立且二回路緊急排熱路徑暢通，則首先考慮利用二回路排出堆芯余熱，此時二回路應急補水產生作用;當二回路排熱手段不可用時，為防止高壓熔堆情況的發(fā)生，在嚴重事故管理導則中要求在綜合評估泄壓的好處和潛在風險的前提下，對一回路進行降壓操作。通過開啟穩(wěn)壓器安全閥使一回路的壓力降低到一定水平。當成功實施一回路泄壓后，則可根據(jù)相關規(guī)程和嚴重事故管理導則的要求，通過實施一回路應急補水，最終實現(xiàn)對堆芯的冷卻。

當二回路排熱手段不可用需要一回路補水操作時，如何確保穩(wěn)壓器安全閥的長時間開啟成為一個很重要的環(huán)節(jié)，只有穩(wěn)壓器安全閥的可靠開啟才能保證一回路的泄壓和應急補水的注入，而同時保證穩(wěn)壓器安全閥的長時間開啟才能確保應急補水帶走熱量流出，最終實現(xiàn)對堆芯的冷卻。

2穩(wěn)壓器安全閥運行原理

當穩(wěn)壓器壓力低于先導閥的整定壓力時，先導閥的傳動桿在上面位置，先導盤R1開啟，使主閥活塞上部與穩(wěn)壓器接通。由于主閥活塞的表面積比閥瓣的大，因而安全閥關閉。

當穩(wěn)壓器壓力升高時，它作用在先導活塞上，并且使先導傳動桿向下，先導盤R1使主閥活塞與穩(wěn)壓器隔離，此時安全閥仍保持關閉。

當穩(wěn)壓器壓力達到先導閥的整定壓力時，先導傳動桿進一步向下，先導盤R2開啟，主閥活塞上部容納的流體排出，作用在主閥閥瓣上的穩(wěn)壓器壓力使安全閥開啟。

當穩(wěn)壓器壓力降低時，先導傳動桿上升，首先關閉先導盤R2，開啟先導盤R1，然后使主閥活塞上部與穩(wěn)壓器接通，于是安全閥關閉。安全閥在低于其整定壓力下，通過使電磁線圈通電，可以強迫“開啟”。如果先導盤R1處于開啟位置（即壓力低于先導盤R1的整定壓力），通過使電磁線圈斷電，在主閥活塞上可以重新建立壓力并關閉安全閥。相反，如果先導盤R1維持關閉（壓力高于R1的整定壓力），則不能重新建立壓力，而且安全閥維持開啟狀態(tài)。

3穩(wěn)壓器安全閥再供電方式中的問題分析

3.1 就地箱內整流器維護問題

作為穩(wěn)壓器安全閥再供電整改中最重要的設計，就是增加兩個就地插座箱來為穩(wěn)壓器安全閥組提供額外的動力支持，而在就地插座箱中最重要的元器件就是整流器。配電箱內的整流器需要能夠為下游負載提供穩(wěn)定可靠的48V直流電源，以保證在事故工況下穩(wěn)壓器安全閥組的可靠動作。就地配電箱內的整流器全稱應該為高頻開關整流器，這種高頻開關整流器與傳統(tǒng)的相控整流器相比，具有體積小、重量輕、功率因數(shù)高、可聞噪聲低和效率高的特點?！案哳l開關電源整流器的工作原理：交流電源接入整流模塊，經濾波及三相全波整流器后變成直流，再接入高頻逆變回路，將直流轉換為高頻交流，最后經高頻變壓器、整流橋、濾波器后輸出平穩(wěn)直流”。由于整流器元器件在再供電系統(tǒng)中的重要性，因而需要對整流器進行必要的檢修維護工作，對整流器開展定期的維護工作包括：

1）檢查確認整流器外觀無污漬、潮氣侵蝕，無明顯被壓破損壞痕跡，接線端子螺絲齊全。

2）檢查整流器電源輸入輸出側接線端子表面平整，無金屬熔化及燒傷痕跡。

3）使用250V兆歐表測量一次側對地絕緣電阻不小于0.5MΩ。

4）使用50V兆歐表測量二次側對地絕緣電阻不小于0.5MΩ。

5）一次側接入220V交流電源，測量二次側空載輸出電壓應有穩(wěn)定的DC 48V±10%電壓。

6）二次側接入變阻器負載，測量輸出電壓紋波系數(shù)，不大于2%。

高頻開關整流器內有一個用于對功率開關器件提供啟動電流的電阻，該電阻長期通電發(fā)熱會發(fā)生損壞從而引起整流器無法使用。但是如果整流器長期不通電工作使用，整流器內的濾波電容元器件經常沒有進行充放電活化，更易導致濾波電容性能的下降從而整流器整體損壞。兩者相比較而言，整流器開關更適合處于長期通電狀態(tài)，因為現(xiàn)在就高頻開關整流器技術而言，啟動電阻相比較濾波電容而言更加耐用可靠。

3.2 應急情況下，人因失誤問題

縱觀歷史上發(fā)生的兩次大的核事故當中，人因失誤問題對事故的范圍擴大造成了重要影響。切爾諾貝利事故調查中主要是由兩個因素共同造成的：一是其反應堆設計不完善，尤其是沒有安全殼;二是嚴重的人因錯誤和管理缺陷，即運行人員多次嚴重而粗暴地違反安全條例和操作規(guī)程，進行了一系列錯誤的操作和處理。美國三哩島事故調查總統(tǒng)委員會在事故報告中認定，是設備故障導致事故發(fā)生，但是操作者的失誤也是導致此次事故的主要原因。人誤致使設備故障，設備故障引發(fā)了事件，運行人員（包括操縱員、工程師和主管）沒有及時診斷出系統(tǒng)的真實情況，采取了錯誤的操作，使一個小的事件擴大為嚴重事故。因此，當事故發(fā)生時，由于現(xiàn)場情況緊急，任何人都有可能發(fā)生誤操作情況。

在正常運行期間，由于為了防止機架UP電源反送電至RCP100CR/RCP200CR內的各個插座上，敷設至穩(wěn)壓器安全閥機架UP出線側的電纜只將接頭做好，并將接頭進行絕緣包扎，但是并不接入系統(tǒng)。只是在發(fā)生SBO事故工況時，由運行人員根據(jù)實際情況執(zhí)行運行規(guī)程，判斷電纜是否需要接入UP對穩(wěn)壓器安全閥進行再供電。如果事故發(fā)生，需要將在供電電纜接入系統(tǒng)，這時候就需要運行人員再通知維修應急人員在現(xiàn)場臨時進行安裝，如果現(xiàn)場工作人員由于情況緊急發(fā)生了誤操作或者沒有將電源進行可靠安裝，這樣就失去了穩(wěn)壓器安全閥再供電的實際意義。

鑒于以上問題，可以在大修期間提前將穩(wěn)壓器安全閥機架UP出線側的電纜接入穩(wěn)壓器安全閥的電磁閥電源上，而在就地配電箱RCP100CR和RCP200CR內的插頭上配備有鉸鏈保護罩蓋，平時由鉸鏈保護罩蓋將插頭與外界隔離開來，防止設備短路。而在緊急工況下，由運行人員執(zhí)行操作安全規(guī)程，現(xiàn)將穩(wěn)壓器安全閥機架UP電源開關斷開，然后按照插頭上的標識與插座上的標識一一對應插接，同時對RCP100CR和RCP200CR兩個就地配電箱進行供電，能夠及時有效地完成對穩(wěn)壓器安全閥再供電，從而在應急工況下減少了由于人因失誤造成一定的嚴重后果。

結束語：

穩(wěn)壓器安全閥組可靠再供電問題是在福島事故發(fā)生后，人們對于堆芯壓力容器可靠降壓并排除堆芯余熱功能的再探討整改工作。本文對核電站在極限工況下的事故和處理進行描述，進而對穩(wěn)壓器安全閥再供電整改工作進行剖析，并提出其他較好的解決方案。

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