核电厂再循环冷却水系统应急补水逻辑触发的探讨

李峰

【摘 要】机组运行至今，由于多种原因，造成过多次RCW应急补水逻辑触发事件，导致生活水进入RCW系统影响RCW水质等情况。本文旨在通过对2011年冬季模式运行期间RCW热交换器模式切换，2011年一号机组大修期间，执行1-7134-PSV508标定安措以及早年的一些事件的回顾，从RCW温度，压力，装量等角度分析探讨下这些因素是如何触发RCW应急补水逻辑，以及相应的解决方案。

【关键词】RCW应急补水逻辑;温度;压力;装量

中图分类号： TM621文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）36-0270-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.128

Discussion on Emergency Refill Logic Trigger of Recirculating Cooling Water System in Nuclear Power Plant

LI Feng

（China nuclear power operation management co.， LTD.， Jiaxing Zhejiang 314300， China）

【Abstract】Because of the nuclear unit operation causing by a variety of reasons up to now the equipment operation， the emergency that makes up of RCW （Recirculated Cooling Water） triggers event leads life water to enter the RCW system and affects the RCW water quality， etc. This paper aims to analyze and explode how to trigger the RCW emergency logic repairing system under these factors， and the corresponding solutions， by RCW heat exchangers during winter mode switch and 1 unit overhaul in 2011， which performed a 1-7134-PSV508 calibration measure as well as the events of early review from RCW temperature， pressure， inventory and other aspects.

【Key words】The emergency made up of RCW; Temperature; Pressure; Inventory

1 系統及基本背景情况介绍

再循环冷却水系统（RCW系统）是一个封闭的除盐水冷却系统，用来向核岛厂房、服务厂房和汽轮机厂房中由于水质或高压要求而不适合用海水来冷却的用户供水，对设备进行冷却。从电站设备吸收的热量通过RCW热交换器传递给重要海水冷却水系统（RSW 系统），并最终释放到大海之中。

正常补水：高位水箱有两路补水，一路为除盐水，补水能力为3.17L/s;另一路为备用生活水，补水能力也为3.17L/s。这两路补水都是直接补入高位水箱，然后依靠重力通过水箱底部的管道补入RCW泵入口母管。当RCW高位水箱液位降至575mm，且高位水箱除盐水补给阀67134-LCV4202#1或67134-LCV4202#2都处于全开位时，自动开启高位水箱生活水补给阀67134-PV4201，用生活水向高位水箱以189L/min的流量补水。

应急补水：在应急情况下，如膨胀节破裂等，高位水箱液位快速下降，当液位降至450mm时，相对应的液位开关自动触发启动生活水泵7151-P4001或7151-P4002，然后自动打开RCW生活水应急补水阀67134-PV4204，将生活水以1818L/min的流量直接注入RCW泵入口总管，以维持系统压力。

当自RCW高位水箱至RCW系统的补水流量超过4.1L/s时，10s延时后，RCW生活水应急补水阀67134-PV4204也将自动打开，向RCW泵入口总管补水。

如因补水流量大触发的应急补水逻辑，当RCW高位水箱水位高于1900mm后，可通过主控室控制手柄（67134-HS8204）复位应急补水逻辑，关闭7134-PV4204;如因RCW高位水箱水位低触发应急补水逻辑，当高位水箱水位高于1900mm时，应急补水逻辑自动复位，关闭7134-PV4204。

2 RCW应急补水逻辑触发的事件

2.1 RCW热交换器切换过程

2009年2月24日、2011年3月2日、2011年3月13日，机组处于单台RCW热交换器换热模式，在进行半侧RCW热交换器的切换时，在执行规程第15步将RCW热交换器B的RCW侧投运过程中，均出现RCW补水流量上升至触发RCW应急补水逻辑，导致生活水注入RCW系统。

2.2 ECC泵启停时RCW压力和补水流量发生波动的分析

2003年9月21日，2号机组运行人员在执行规程时发现：停运1号ECC泵时，造成RCW系统补水流量高，系统压力下降到约630kPa，之后恢复正常。

当ECC泵启动时，RCW侧的压力短时上升，补水流量无明显变化。

ECC泵运行期间，RCW侧的压力和补水流量与ECC泵启动前的数据对比，无明显变化。

当ECC泵停转时，RCW侧的压力短时下降，补水流量短时出现上升尖峰。

3 应急补水逻辑触发的后果

（1）应急补水后，导致生活水注入RCW系统，引起系统水质下降，增加了系统管道、阀门腐蚀风险，并增加了净化成本。

（2）在应急补水后，化学需要取样分析RCW水质，如果水质不合格，将需要执行动态换水。而每次动态换水时，一方面往往会持续很长时间，将耗费大量除盐水，需要化学配置大量相关药品，还需要大量的人力资源;另一方面，在执行动态换水时，由于有一定流量的疏水，而1号机组目前在正常运行期间，RCW补水流量就偏高（1号机组在1L/S左右，2号机组为0.2L/S左右），这就增加了再次触发应急补水的风险，减少了维持系统不触发应急补水的裕度（此时的裕度=4.1L/s-1L/S（1号机组）-动态换水时的疏水流量），如果此时再发生RCW系统的破口导致泄露从而触发应急补水，会导致恶性循环。

（3）导致RCW系统部分区域水温和压力的扰动，引起相关设备的运行工况变化。

（4）如果应急补水不动作，有可能由于补水跟不上，造成RCW系统低压力，进而引发系统或机组瞬态。

4 解决方案

（1）对于系统正常切换过程中应急补水动作的发生，应该从两个方面的原则来考虑：一是尽量降低应急补水触发的可能性;二是考虑一旦动作发生，如何采取措施以削弱应急补水动作后的影响。

对于正常切换过程中引起应急补水逻辑的触发，可以采取以下两种方法。

第一种方法：利用第四台热交换器过渡的方法。利用RCW热交换器 D （两侧隔离）进行过渡，使B/C/D三台热交换器在切换的过程中均为单侧运行，以避免RSW与RCW的直接接触从而导致温度骤降对RCW装量的影响。

优点：能避免触发应急补水动作的再次发生。

弊端：如果当RCW热交换器 D 处于检修、隔离等无法利用的狀态时，将无法进行该项操作，从而影响RCW热交换器的正常保养（正常时，按规程每31天需要按顺序切换各热交换器的运行模式，以尽量减少管道的腐蚀）。

第二种方法：通过手动操作进出口电动阀减缓换热流量的方法。原理：由于RCW流量很大，而RCW热交换器的RCW侧进/出口电动阀动作很快，这就使得切换过程中，两者的接触换热流量很大。如果采用手动操作RCW侧进/出口电动阀，将会减缓换热速度，使RCW的温度和体积不会产生骤变，仅依靠正常高位水箱补水即可完成切换。

优点：减缓换热速度，减小换热流量，使切换更平稳，从而减缓RCW体积骤变，避免应急补水动作。

弊端：RCW侧进/出口电动阀的手动操作非常辛苦，要求较大和较多的人力。

（2）对于执行安措进行RCW负荷充水排气或者疏水操作时候，尤其是该工作有两组及两组以上人员合作完成时候需要在工前会上指定专人对整个操作过程进行指挥、协调，并建立有效的沟通。主控室操纵员根据流程图对执行人员说明工作任务，并使用流程图标明边界。按照要求使用“操作任务单”，让工作人员按照标准流程对风险进行考虑并商讨注意事项，有效降低知识经验不足带来的风险。

对于执行ECC泵及相关试验期间的操作，利用好防人因工具，操作一步，确认一步。

（3）针对目前高位水箱补水管道上存在的节流孔板导致补水能力不足，是否可以通过增加节流孔板通流能力来实现高位水箱较强的补水能力，也可以补偿由于1号机组日常运行较高的补水流量（1L/S）导致冗余度下降的情况。

优点：增强高位水箱补水能力，提高应急补水设定值。可以使得少量的装量损失不会触发应急补水逻辑。

难点：针对节流孔板通流能力的技术改造有较大的难度，同时改造完后对于新的应急补水逻辑设定值的确定需要经过长时间的验证难度较大。

（4）改善一号机组目前RCW水质，较少日常动态换水情况。例如增加在线精处理。

优点：尽量避免RCW系统的动态换水，节约大量成本。

难点：因为RCW系统的重要性，对于增加的精处理装置对系统通流能力的影响，流过精处理装置的合适比例，处理水质能力等仍需经过详细和长期的论证，同时需要运行、化学、技术、工程等各方面人员的配合，短期内可能无法解决。

5 结论

通过以上事例可以看出，正常运行的RCW水温出现较大幅度的下降时候会导致RCW装量收缩，进而引起RCW压力降低，达到应急补水逻辑的触发。还可以看到，在执行RCW系统负荷的操作时候，由于超过预期的阀门开启（包括安措的实施，以及试验）也会导致系统装量的损失最终同样导致了RCW应急补水逻辑的触发。还有，由于系统设备的结构局限，导致在执行ECC泵启动过程中，ECC的压力变化传导到RCW系统的事件，已经通过改进程序来实现。

由于RCW系统作为电厂热阱之一，具有十分重要的作用，因此我们对RCW系统的任何操作都需要严谨认真，以期对它的水质、压力、温度、装量等等产生最小的扰动，从而避免任何可能对机组安全稳定运行产生的操作风险。同时，对每一个系统改造、规程修改等等也需要进行充分的论证，引导RCW系统运行朝着更加稳定、可靠、经济的方向进行，以保证机组的安全、稳定、经济运行。

由于本人水平有限，成文仓促，文中难免有疏漏和不足之处，恳请各位评委批评指正。

【参考文献】

[1]阎克智.核电厂通用机械设备.北京：原子能出版社，2010.

[2]郝老迷.核反应堆热工水力学.北京：原子能出版社，2010.

[3]邹正宇.CANDU-6.核电厂系统与运行常规岛系统（一）.北京：原子能出版社，2012.