核电机组换料大修核岛工作风险分析

核电机组换料大修核岛工作风险分析

支凯军

中广核苍南核电有限公司 广东深圳

摘要：本文作者之前从事核电机组换料大修工作，对换料大修有深入的了解和参与，本文以大修里程碑为主线，描述年度换料大修期间核岛各个阶段的主要风险及注意事项，为CPR1000机组换料大修核岛工作提供一定的借鉴和指导。

关键词：换料大修、核岛、风险活动、风险分析

0 引言

历次换料大修，核岛工作是主线，部分活动存在风险，有一定的操作要求，需要特别予以关注和遵守，本文将大修期间核岛各阶段存在风险及需要关注的问题加以整理以飨读者。

1、M00-M02（机组解列-下行NS/RRA模式）主要活动风险分析

灭汽腔后一回路取样，准备冷却到90度出现氢反弹现象， 对于氢反弹，在灭汽腔前进行处理最容易，灭汽腔后相对麻烦。为防止氢反弹，在RRA连接后，灭汽腔前分别测氢，对于PZR的汽相吹扫在灭汽腔前不能中断太久。

冷却到80度，用最短时间将双氧水注入RCP，氧峰值出现后将RCV下泄流量调到最大，保证最佳氧化效果继续进行一回路净化，利用RCV除盐床及TEP除盐床将溶于一回路的放射性离子除去；净化期间源项小组评价净化时间和低压贯穿件试验开始时间，峰值已过即可执行低压贯穿件试验（I01 10H）。

2、M10-M20（卸料前）主要活动风险分析

机组进入维修停堆模式后的关键路径工作都是为卸料进行准备工作，分两条线展开：一条线是主关键路径，包括开设备舱运输工具、开稳压器人孔、开反应堆大盖、反应堆水池充水以及充水后的换料机19.5米水下试验；另一条线是次关键路径，包括打开燃料传输管、换料机干式试验、换料机1.5米水下试验等活动。

为了一回路排水和一回路空气吹扫，或为了一回路充水，最早在反应堆次临界一天后，允许在稳压器人孔及压力容器关闭的情况下打开：稳压器排气管、压力容器顶盖排气管、一回路泄压可视水位计在线阀门、一回路排水管线（RRA-RCV-TEP）和充水管线（PTR-RCV-RCP）的阀门。

4、M20-M32（卸料）

本阶段的主要风险与困难：堆池浑浊、PMC故障导致卸料操作中断、堆芯防异物、一回路误稀释。

1）、做好区域交接管理，卸料前PMC等相关工具已作防松动检查、卸料后复查，建立燃料隔离区；

2）、燃料操作期间环吊不经过堆芯（换料小组要求）；

3）、从大修前就开始执行PMC等换料操作相关设备的预防性检查，卸料前进行满水试验，编制完善的PMC故障预案；

4）、最后一台主泵停运及RCP净化停止后，U型管所存留的水内贡献了大约30%至50%的一回路水的总放射性。卸料前，RX水池满水位，执行经RPE001/002PO向TEP头箱的U型管段排水，此排水操作能有效的降低U型管的剂量；

5）、PTR系统设计尺寸是一台冷却器就可以排出卸料后最初的乏燃料池余热，考虑卸料操作的条件，采用PTR两台冷却器并列运行，冷却乏燃料水池

4、M32-M33（低低水位）典型风险

水传输前的在线过程中，必须遵守“先关后开”的原则，防止出现意外的“跑水”事件。曾经出现过在进行“一回路排水至8.55米”的在线过程中由于操作顺序错误导致乏燃料水池靠重力作用向一回路倒灌水的事件。

PTR系统各个水池中的水下照明系统使用的灯具发热量较大，使用过程中需要用水冷却，因此水池排水前必须检查相应的照明灯具已经停运断电。也曾经多次发生过排水时没有关闭水下灯造成灯具失去冷却而爆裂的事件。

6、M33-M50（装料）

1）、充水期间，当RCP水位达到主泵叶轮中平面时，为了避免微粒沉积在轴封入口，必须保证轴封注入水,如果3台主泵均在落座状态，则不必投轴封水；非充水期间，当轴封周围压力超过1bar.g时，必须保持轴封注入水。

2）、一回路充水应首先用重力的方式进行，因为充水速度太快将使一些管段死角积聚的气体无法排出，不利于一回路的排气。

3）、就核安全和人身安全而言，即使在停堆状态下，中子通量控制也是十分重要的，从装料开始就应时刻保持安全。将每个测量通道的报警阈值调整为实际测量值Φ0的2—3倍之间，通量报警的调整必须遵守技术规范“限制条件”的要求。

4）、装料结束后关闭传输池与乏燃料池之间的闸门，同时关闭并隔离PTR728VB，以防止乏燃料水池的意外排放。

7、M50-M70（关大盖-上行NS/RRA模式）主要活动风险分析

1）为避免主泵启动时压力下降过大，每次启动主泵前将压力稍微提高（27bar.g）。根据经验反馈，主泵的启动顺序为RCP001/003/002PO，否则压力波动会过大。

2）一回路排气结束后，还要进行控制棒冷态操作检查，操作控制棒之前应先将一回路温度升到40℃以上。由于启动主泵前一回路升温困难，升温工作应在一回路排气期间就提前进行，特别是在冬季大修时。

3）控制棒驱动机构的棘爪臂只能带水操作，这要求一回路有一个大于3.5bar.g的压力；在一回路加热前必须提升控制棒至5步，因为在RCP进行加热时，控制棒会发生热膨胀，仍使控制棒保持在低的位置就可能使之卡住。

4）在一回路温度达到80℃时向一回路添加联胺进行化学除氧。在注入联胺之前应先对容控箱进行氮气吹扫（排气合格后立刻执行），使其气空间氧含量降低到2％以下。如果添加联胺前容控箱气空间氧含量偏高，即使联胺能够除去一回路的氧气，但由于容控箱中残留的氧气会通过上充不断进入一回路，最后会使一回路的氧含量重新上升甚至超出标准。

5）投运APG系统是为了控制SG水质。应根据化学要求增加逐渐增大排污流量以避免热冲击；除非经化学同意不得投运APG除盐床。

8、M70-M100（离开NS/RRA模式-机组满功率）主要活动风险分析

1）对于反应堆冷却剂系统，升温和降温速率决不能超过每小时 56℃；对于稳压器，决不能超过每小时 112℃，据EDF反馈尽量少在177度停留。

2）临界前需注意在线到机组上的 REA 水箱的水装量（总容积）必须大于 100m3 ，如果这个水箱会影响到两台机组，那么水装量（总容积）必须大于180m3。

3）在燃料组件装卸以后，只要未进行零功率物理试验，一回路的硼浓度就必须维持在2100ppm和2300ppm之间。

9、小结

核岛大修作为换料大修的主线和重点，只有控制好核岛大修的风险，才能保证大修的顺利推进。所以识别风险并且制定预案，已经越来越成为大修的基础性工作，需要不断地总结和完善，为其他大修工作人员和其他机组提供借鉴和指导，不断提高大修能力，提升大修业绩。