浅谈核电厂大修核岛防跑水的管理

童欣

摘要：论文通过分析核电厂核岛大修跑水的原因，提出了核电厂防止跑水的技术和管理建议，以减少核电厂放射性污染和设备的损坏，对核电厂的大修生产有一定的指导意义。

ABSTRACT： By analyzing the causes of water running in nuclear island overhaul of nuclear power plant， this paper puts forward technical and management suggestions to prevent water running in nuclear power plant， in order to reduce radioactive pollution and equipment damage of nuclear power plant， which has certain guiding significance for overhaul production of nuclear power plant

关键词： 防跑水 放射性 核电厂

Key words： anti-running water radioactive nuclear power plant

1.背景：

在核电厂大修期间，为了开展大修设备的检修和定期检查，完成核乏燃料的回收和核新燃料的装载，核电厂核岛需要进行大量的充排水工作，这其中涉及的管线布置复杂、水传输距离较远、大修设备检修导致新的开口等多因素容易出现在上述大修活动中失控跑水。而核岛的水作为核电厂运行期间核反应的冷却剂，直接与核燃料接触，大量的放射性核素溶解在水中，所以核岛水有一定的放射性。核岛跑水将会造成造成设备、地面和工作人员放射性粘污，甚至是设备的功能失效违反核电厂技术规格书的事件。在核电厂的生产实践中，大修期间曾发生多次核岛跑水事件，因此有必要对该类事件进行分析，并提出改进建议。

2.大修期间核岛涉及到的水传输工作

以国内最常见的压水堆核电厂为例，大修期间主要有以下几种常见的核岛水传输工作：

（1）为对核燃料的更换，需要对核电厂一回路系统进行充排水。核电厂典型的一回路水位图如1。

图1 压水堆核电站大修一回路水位图

随着核电厂与电网解列，核反应堆停堆大修开始，一回路开始降温降压，稳压器开始灭汽腔，一回路水位在稳压器的表征下逐步满水，直到汽腔湮灭;待一回路水质满足放射性化学要求后，一回路开始排水以便开启反应堆压力容器大盖，为卸料做准备;在具备开启反应堆压力容器大盖时，为了确保对放射性乏燃料的生物屏蔽，换料的正常进行，需要对反应堆池充满水，所以在开启大盖的过程中一回路水位逐步充满反应堆池;在卸料完成后需要对一回路设备检修和定期检查，所以一回路水位必须排至低低水位;等检修结束后，我们需要将反应堆池水位充满以便装核燃料;装载核燃料后，我们就必须排水支压力容器法兰面水位以便关闭压力容器大盖;等压力容器关闭后，一回路形成封闭，可以开始对一回路升温升压，机组开始上行;等稳压器建立汽腔后，一回路继续升温升压，为反应堆重新临界创造条件，直到机组重新并网发电。

上述过程的一回路水传输是大修的关键路径，所有的水具有放射性，水传输过程还必须遵守核电厂技术规格书的要求，所以一回路水传输出现异常将直接影响核安全和放射性沾污，必须确保万无一失。

（2）一回路辅助系统的充排水

大修期间，为了对一回路相关的辅助系统和设备进行检修和定期检查，需要对核辅助系统进行充排水。大修开始需要将核辅助系统的放射性水排到回收罐，检修完后需要对相关系统充水。这些地方的水也都带有放射性，而且有些系统的设备在技术规格书中也有要求，所以对该部分的水传输的要求也十分高。

（3）核岛厂房非放射性系统充排水

在核岛厂房，还有一些不带放射性的系统的充排水工作，例如通风冷却系统，、消防水系统等，虽然它们本身没有放射性，但如果意外跑水可能被核岛厂房里放射性尘埃污染，导致放射性污染。还有意外跑水可能导致设备淋湿，特备是电气设备的绝缘性下降，影响设备可用性。系统的意外跑水会导致系统功能不可用，同时给厂房环境带来负面影响。

综上可以看出，大修核岛防跑水十分重要。

3.大修核岛跑水的原因

核电厂核岛系统管道布置复杂，再加上核电厂大修期间，现场工作人员多、检修任务重、系统变化快等特点，核岛跑水事件时有发生。笔者收集了某核电厂三次大修的核岛跑水事件17起，经过归纳分析，从事件发生的主要原因分析，相關事件类型如下：2起源于规程问题，3起由于现场操作问题导致，4起由于隔离问题导致，3起由于边界内存在残水，4起由于专业问题导致，1起由于设备故障。

源于规程的的问题是指系统状态的改变但文件没有及时的修改导致跑水或者文件本身的错误导致跑水。常见的情况是排水时忘了关闭疏水漏斗，疏水管网返水。现场操作异常的问题主要有阀门状态异常未及时发现和阀门操作控制不当，导致跑水。例如一次大修中，夜班根据大修计划，运行人员进行一回路充水时，发现当一回路进水后RPE003BA液位异常上涨，初步判断一回路疏水阀存在泄漏。后经过运行人员现场核实排查，发现核辅助系统上一阀门被一螺母部分挡住无法完全关闭导致，在处理完并关闭该阀门后一回路漏水现象消失。

常见由于隔离工作导致的跑水事件有拆除堵头、盲板风险管控不足，复杂系统管道排水不尽和隔离管理中脱票风险掌控不足。例如一次大修中当班按计划执行某试验时，开启EAS008/010VB后EAS B列水从EAS006SN支管处流出。后经分析跑水的原因是脱出主隔离工作票的风险控制不足，未识别出EAS006SN支管处配合BOSS检修还是拆开状态，并开启EAS008/010VB，导致EAS B列水从EAS006SN支管跑水。

专业类管控主要是指安全阀之类设备拆除后管控、临时接水设备故障和TSD管控。例如某次大修中班期间，运行人员对1号蒸汽发生器进行排水，辐射防护人员接到现场工作人员反馈W253房间地面积水，并现场查看为W253/255/256房间均有积水，是从5米W355/353的地漏管道漏下来，且W355/353房间地面也有积水。后查明原因为为排水期间临时TSD脱落，即专业安装的TSD软管不牢固。

4.大修防跑水的管理措施

为了有效应对大修核岛防跑水工作，根据核电厂“纵深防御”的原则，我们可以大修准备阶段，完善文件质量，收集和总结大修跑水事件，制定相关规定措施避免跑水。在大修期间，我们可以通过传水的监视、现场的巡视避免跑水，同时在出现意外跑水是通过及时的响应，减少核岛跑水的影响。

4.1大修准备阶段：

由核电厂运行牵头组织检修专业、计划、辐射防护和化学等组建防跑水小组，向电厂专业进行宣贯和落实防跑水要求，主要有以下几个方面：

建立核岛大修难排水工作点数据库，收集各次大修残水较多的工作点;

收集和分析各核电基地的跑水经验反馈，对同类型工作分析，升版文件包，防止下次大修发生类似跑水事件，制定防跑水经验反馈专刊教材;

大修主隔离和系统在线所涉及的充排水操作，其文件必须设计正确﹑指令明确，标识流体去向;

拆堵头、盲板类工作，票面注明提醒工作负责人，如有带压水喷出及时停止拆卸工作，并恢复堵头/盲板;

对于疏水阀临时增加的TSD软管+水桶排水措施，疏水后阀门保持关闭要求在主隔离中以指令形式体现;

涉及通过GT排水的隔离，排水后关闭GT下游阀可以防止返水溢流。对于GT上游相应的疏水阀门状态，需要以指令形式在工作包或主隔离中体现;

涉及流体传输的工作，液位监视、经验数据标注等流体传输，需要在文件中体现，确保流体传输要求落实。

4.2大修实施阶段：

核电厂大修期间，大修的各项活动均在大修指挥部的统一领导下开展，各生产单位均严格按照相关规定做好防跑水措施，主要要求如下：

根据大修计划，每天晚上防跑水小组对第二天运行相关活动进行跑水风险识别，并及时提醒当班值;

对核岛现场出现跑水情况，电厂工作人员第一时间报告主控室，当班值需立即响应，启动大修跑水响应流程;

执行传水期间，要密切监视液位变化，确保传水体积符合预期;

对于临时设备排水，需要确认临时设备牢固，流体走向正确，管路通畅;

系统排水开始第一时间要确认有无水流出，疏排水结束需要通过多重手段判断无残水;

在执行疏水﹑充水﹑排气等有跑水风险的操作时必须严格遵守规程，操作阀门应操作到位，对于传动操作阀门，在可达情况下，需现场观测阀门本体;

排水时对GT/PS/BA/房间地漏要安排专人监视，对临时排水用具派专业看守，一旦发现排水不畅或溢流立即停止排水

实施系统主隔离排空后若关闭全部疏水阀，在发出系统第一张开口票时应增加验漏步骤;

工作负责人反馈设备开口处残水较多时，运行值应第一时间响应，进行排水响应;

对于多个值持续进行疏水的工作，隔离经理在打印工作许可证之前，必须确保工作点排空;

完整隔离边界内，由于管线布置原因导致工作点无法排空，对工作负责人在工作前做出接水和排水措施要求，需使用《大修排水指令单》，并在其工作许可证上标注：“由工作负责人自行排空”，在工作许可证发出时，隔离经理必须向工作负责人进行详尽的交代和解释;

系统解除隔离在线前，对系统描点图和系统的工作票分析。对于系统维修过的阀门、设备重点检查，确保系统在线完整性。

系统检修后首次进水，需要部分开启大口径进水阀门，进行试水，确认无跑水后进行全开阀门进水;系统进水同时运行需要对系统边界阀门进行快速巡视，发现有漏水应及时停止充水;

5.大修期間核岛出现跑水后响应

核电厂大修核岛出现跑水事件时，目击者应第一时间通知主控室，由主控室协调辐射防护、服务、化学等专业迅速处置。运行和检修专业需迅速查明跑水原因，并立即采取措施避免跑水事件扩大，辐射防护工作人员立即监测跑水事件对核岛放射性区域的影响，必要时采取隔离等措施避免放射性扩散。服务人员在辐射防护人员的建议下收集和处理跑水，必要时对放射性污染区清洁处理。化学人员配合对跑水源进行取样分析，协助调查跑水的原因和后果。电厂所有工作人员在核岛工作时遇到不明积水要向辐射防护人员报告并避免与其接触，防止放射性沾污。

6.总结

本文通过分析核电厂核岛大修排水工作导致跑水的原因，结合核电厂工作实践，提出了大修期间核岛防止跑水的一些具体的措施。根据“纵深防御”的指导思想，在大修前通过风险识别、人员培训、文件的完善优化等手段降低大修核岛跑水分风险，在大修实施期间通过设备管控、设备液位检测和巡视、隔离管理等手段防止跑水的发生。希望本文能对核电厂工作人员特别是大修相关人员关于核岛防跑水工作有一定的指导意义。