核电厂安全壳内大气监测系统的运行方式

吴李兴　冯蔚

摘要：核电厂设置了安全壳内大气监测系统（简称ETY系统），在正常运行时，该系统净化安全壳大气，以限制因裂变惰性气体和氚的存在引起的放射性强度提高，放射性碘由安全壳内部净化系统处理；保持安全壳与外部之间的潜在过压最大不超过0.006MPa。本文对核电厂安全壳内大气监测系统的运行方式做了研究。

关键词：核电厂；安全壳监测；系统运行

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.114

1概述

若发生LOCA事故，ETY系统可实现如下功能：为确定氢浓度进行安全壳大气取样和测量；对安全壳内大气中的氢浓度进行连续监测；为防止局部氢浓度高，混合安全壳空气；为保持安全氢浓度最大不超过4.1%，借助氢复合器进行氢复合。

此外，ETY系统的其它作用：首次启堆前和以后定期对安全壳作密封性试验；连续测量安全壳大气中气溶胶、碘和惰性气体的放射性水平；连续监测安全壳在反应堆正常运行时的压力和温度。

2运行方式

2.1正常运行期间安全壳排气

当安全壳内压力上升，安全壳与大气压压差大于3.5Kpa时，为避免安全壳内压过大，需要进行气体排放，排放路径为：安全壳内→ETY00I/002ZV→碘过滤器→燃料厂房通风系统（DVK）→核辅助厂房通风系统（DVN）烟囱→大气。排放操作由运行人员根据规程在线并启动风机实现。

技术规范中，在RP（功率运行）模式下对于反应堆厂房的压力有如下要求：

绝对压力在0.106Mpa～0.11Mpa之间需要记录EPP1，属于第二组IO。要求3天内将厂房绝对压力降到可接受范围内。

绝对压力大于0.11Mpa，期间需要记录EPP2，属于第一组IO。8小时内向MCS模式后撤。

绝对压力等于0.12Mpa时就会触发ETY隔离。

2.2人员进入反应堆厂房前的小风量清洗

由于工作的需要，人员需进入反应堆厂房时，为使厂房内的压力、放射性强度、空气含氧量满足人员进入需求，需要启动该子系统，系统运行路径为：DVK送风→安全壳内→ETY001/002ZV→碘过滤器→燃料厂房通风系统（DVK）→核辅助厂房通风系统（DVN）烟囱→大气。

该操作由运行人员根据规程摆放状态并启动风机实现。

上述2.1和2.2节中，两种运行方式需要满足运行技术规范的规定：

（1）用投运ETY扫气回路执行上述各功能时，由于安全壳完整性受到了影响，因此其投运時间不能超出下列限制：

安全壳降压：80小时/年；

恢复安全壳内氧含量：50小时/年；

降低安全壳内放射性活度：50小时/年。

（2）ETY系统扫气回路的投运须遵守下列条件：

安全壳内1311当量活度低于3.7×103Bq/m³；

安全壳内的大气污染必须遵守放射性废气排放控制的有关规定（见《流出物排放与监测管理》）；

安全壳内放射性高的所有自动隔离装置必须可用。

2.3替代安全壳换气通风系统建立动态屏障

在MCS（维修冷停堆）或RCS（换料冷停堆）模式下，安全壳换气通风系统使反应堆厂房的压力低于核辅助厂房，建立动态屏障。但为了保证在反应堆厂房放射性突然升高等情况下的人员安全，避免安全壳换气通风无法实现功能时动态屏障，需要能够在5min之内投入ETY扫气功能来维持负压。

扫气方式与正常安全壳排气流程一致。即：安全壳内→ELY001/002ZV→碘过滤器→燃料厂房通风系统（DVK）→核辅助厂房通风系统（DVN）烟囱→大气。

3 LOCA后的运行方式

在发生LOCA（一回路失水事故）后约1天，当安全壳压力降到0.15Mpa以下，壳内温度降到80～C以后进行混合取样。此时系统运行路径为：安全壳内→ETY001/002ZV→返回安全壳内。

为了避免壳内氢气浓度达到4.1%的起爆值，当取样氢气浓度达到1%～3%范围内时，启动氢气复合。氢复合的在线运作，即将两台复合器ETY001RV/002RV在线至混合运行方式上，并保持风机运行。此时系统运行路径为：反应堆厂房→ETY00I/002ZV→氢气复合器→返回反应堆厂房。

4总结

由上述内容可知，ETY系统起到的作用如下：

（1）在RP模式下，当安全壳压力高于大气压3.5KPa时，作为安全壳的泄压手段。

该操作由运行人员按照规程执行。

若ETY风机不可用，安全壳压力继续不可控升高可能触发EPP1，EPP2等技术规范条款。

（2）在MCS/RCS模式下，保证安全壳内各项气体参数满足人员进入需求。

该操作由运行人员按照规程执行。

若ETY风机不可用，则无法满足人员进如反应堆厂房的条件，当安全壳换气通风不可用时，可能导致放射性气溶胶向核辅助厂房扩散。

（3）在LOCA事故下参与气体监测以及氢气复合。

该操作由运行人员按照规程执行。

若ETY风机不可用，则会导致第三道安全屏障的完整性受到威胁。总之，ETY系统风机ETY001/002ZV的功能实现均由电厂运行人员按照规程手动启动，并无自动启动信号。在机组正常运行工况下，将上述风机的电源开关置于“试验”位置，只要能够满足5min内启动风机即不违反技术规范要求。