王宏亮
(中核辽宁核电有限公司,辽宁葫芦岛 125112)
某重水堆核电机组的除气冷凝器(Degasser Condenser,简称D/C)是一个内径1.98 m,高6 m,体积约为19.83 m3的立式圆柱容器。正常运行时通过D/C 喷淋阀63332-PCV24/25 和D/C电加热器3332-HTR6/7 将压力控制在1.0~1.05 MPa,将温度控制在180 ℃左右,并通过液位控制阀63332-LCV8/15 将液位维持在1.0 m。其主要功能是用来除去PHTS(Primary Heat Transport System,主热传输系统)的不凝结气体和冷凝从PHTS或稳压器排出的高温重水或蒸汽,并在PHTS 失去正常下泄流时通过除气管线建立替代下泄流。
由于D/C 一面连接着高温高压的主热传输系统,一面又连接着低温的热传输压力装量控制系统,兼之D/C 体积小,正常运行期间压力稳定,因此当主热传输系统与D/C 相连的阀门出现意外开启或内漏等情况时,D/C 就会出现非常明显的压力变化,这对于及时发现主热传输系统的设备缺陷有着重要的意义。同时,如果D/C 压力过高,也会影响主热传输系统液体释放阀和稳压器压力释放阀的卸压速率;而如果D/C 压力过低,重水储存箱的重水会在重力作用下进入D/C,引起D/C 液位升高,汽空间减小。当D/C 内部汽空间减少到17 m3以下时,在某些瞬态工况下,液体释放阀开启会使D/C 压力上升到10.057 MPa 以上,导致重水通过D/C 压力释放阀3332-RV11 和3332-RV21 泄漏到反应堆厂房,造成厂房污染。如果压力释放阀3332-RV11/21回座不严,将造成系统的泄漏,导致更严重的后果。因此,保证稳定的除气冷凝器压力是至关重要的。
核电2 台机组自运行以来,由于各种原因发生了多起D/C 压力控制异常事件,给机组的安全稳定运行带来一定的影响,原因有:①人为失误,如在对PHTS 进行除气时没有关闭3331-MV22和3335-MV1,导致大量低温重水进入D/C,使D/C 加热器3332-HTR6/7 无法补偿,造成D/C 压力持续下降;②设计缺陷,如在升功率或换料过程中由于稳压器压力升高,使稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 频繁小开度开启,高压重水蒸汽对阀门的阀芯冲刷腐蚀导致阀门内漏造成D/C 压力异常升高;③设备故障,如D/C 喷淋阀定位器0 点漂移引起D/C 喷淋阀63332-PCV24 或63332-PCV25 误开导致D/C 压力异常降低。
其中人为导致D/C 压力异常变化通过规程和制度得到有效控制;有些异常如控制阀定位器0 点漂移比较容易判断;有些缺陷如换料引起稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 频繁开启导致阀门内漏经过设计变更已经得到了有效控制;而有些故障不易判断,如主热传输系统扫气阀63331-FCV8 或FCV26 内漏对D/C 压力的影响与主热传输系统净化流量有关,有些阀门故障需通过多个参数综合判断,才能找出真正原因。
在多年运行实践的基础上,对机组正常运行期间引起D/C压力异常的各种原因进行分析总结。
除气冷凝器的压力通过两个喷淋阀63332-PCV24/PCV25和两个各25 kW 的比例电加热器3332-HTR6/HTR7 控制在1.0~1.05 MPa(图1)。
图1 除气冷凝器压力控制
D/C 的压力有63332-P24/P25/P26 三个测量回路。其中,63332-P24/25 两个回路的压力传感器测得的信号送入三组压力控制器63332-PC-24#1/25#1、63332-PC-24#2/25#2 和63332-PC-24#3/25#3,其输出信号分别用于控制D/C 喷淋阀63332-PCV24/PCV25、主热传输系统除气阀63331-FCV8/FCV26 和D/C 电加热器3332-HTR6/HTR7;63332-P26 测得的信号用于显示、报警和保护见表1。
表1 D/C 压力测量
当除气冷凝器压力上升到1.05 MPa 时,D/C 喷淋阀63332-PCV24/PCV25 中的先导喷淋阀比例开启,压力达到1.26 MPa 时先导喷淋阀全开。D/C 压力上升到1.86 MPa 时除气阀开度被比例限制,压力达到2.07 MPa 时除气阀全关,以防止主热传输系统除气流量过大,引起D/C 压力过高。如果D/C 压力异常上升到2.50 MPa,第2 个喷淋阀比例开启,增加低温冷却水的喷淋流量,以降低D/C 压力。当D/C 压力继续上升到8.0 MPa,D/C喷淋阀63332-PCV24/25 全关,防止喷淋管线注入的高压水引起D/C 超压,造成压力释放阀3332-RV11/21 开启。当D/C 压力下降至设定值1.0 MPa 以下时,2 台电加热器比例投入,D/C 压力下降至0.75 MPa 时,D/C 电加热器3332-HTR6/HTR7 输出功率为100%,达到2×25 kW,见表2。
表2 除气冷凝器的压力控制
除气冷凝器压力异常是指:在机组正常运行时,D/C 压力长时间维持在1.10 MPa 以上或0.95 MPa 以下。
D/C 压力上升到1.1 MPa 时没有相关报警,但D/C 喷淋阀的先导阀有约24%的开度,长时间保持在此开度,喷淋管线振动较大,会引起管线疲劳损伤甚至断裂。
当D/C 压力降到0.95 MPa 时,主控会出现以下CRT 报警:
提醒主控室操纵员关注D/C 压力控制异常,尽快根据报警响应规程处理存在的故障,防止D/C 压力进一步降低。如果D/C压力再降低,重水储存箱中的重水可能会在重力的作用下进入D/C,使D/C 的液位无法维持,从而影响D/C 对主热传输系统的压力缓冲的作用。
作为运行人员,应密切关注D/C 的压力变化,一旦发现D/C压力异常,要马上确认D/C 压力控制设备的响应是否正常、PHT系统的压力和装量控制是否正常、稳压器的压力和液位是否在设定值、PHT 系统上充和下泄流等参数是否在正常范围内,如果辐射情况允许,要派人到现场检查相关阀门及管线情况,然后根据PHT 系统参数变化和现场检查情况,尽快恢复D/C 压力。
D/C 正常通过63332-PCV24/25 和3332-HTR6/7 将压力控制在1.0~1.05 MPa 之间,当D/C 压力升高到2.14 MPa,主控出现HTC310:D/C 压力高报警;当D/C 压力达到3.9 MPa,自动触发SETBACK,反应堆功率以0.1%FP/s 的速率降低,直到D/C 压力降至3.4 MPa 或反应堆功率小于2%FP;D/C 压力再升高到8.0 MPa,主控出现CI0662:D/C 压力非常高的报警,并闭锁63332-PCV24/25的开启。D/C 压力异常升高后,主控室操纵员应:
(1)如果D/C 压力迅速超过3.9 MPa,立即确认机组SETBACK 的有效性,反应堆功率和汽机功率以0.1%FP/s 的速率下降,RRS 界面显示SETBACK 进行中;监视关键安全参数,并执行EOP-001 诊断事故原因,根据诊断结果执行相应规程进行处理。
(2)如果D/C 压力小于3.9 MPa,且升势缓慢,应立即根据HTC310 报警响应来处理D/C 压力上升问题。
(3)检查HTC 各控制参数:主热传输系统压力、稳压器液位、上充阀和下卸阀开度、稳压器压力控制阀开度、稳压器电加热器运行情况等,确认主热传输系统压力和装量控制在正常运行范围内;严密监视上充泵运行参数,如果上充流量高于18 kg/s 或上充泵电机绕组温度明显上升,启动备用上充泵,以防止上充泵过载跳闸。
(4)确认D/C 压力和液位控制响应正确,D/C 喷淋阀63332-PCV24/25 开启,D/C 电加热器输出为0,D/C 液位控制阀63332-LCV8/15 响应正确。
(5)联系现场操作员到R/B 检查D/C 喷淋管线振动情况和稳压器压力控制阀、稳压器压力释放阀、主热传输系统液体释放阀等阀门是否有异常。
(6)当D/C 压力超出1.1 MPa,63332-PCV24/25 开度便会增加到24%,上充泵出口的大量高压低温重水通过63332-PCV24/25 流进D/C 来降低D/C 压力。随着喷淋流量的增加,D/C 喷淋管线振动也会更加剧烈,现场应严密监视D/C 喷淋管线的振动情况。
(7)根据主热传输系统参数变化情况,以及操作员现场检查情况,判断故障原因,将系统置于相对稳定的状态后,联系维修人员处理机组缺陷。
D/C 压力的异常升高,意味着D/C 压力控制设备异常或有过多的热量进入D/C。根据引起D/C 压力异常升高原因的不同,将故障原因分为以下两种:①D/C 压力控制设备异常;②过多热量进入D/C。
3.1.1 D/C 压力控制设备异常
D/C 由D/C 电加热器3332-HTR6/7 和D/C 喷淋阀63332-PCV24/25 联合将D/C 压力控制在1.0~1.05 MPa,当D/C 压力在正常范围内时,D/C 电加热器控制器输出应该为0,当D/C 压力升高时,D/C 喷淋阀逐个比例开启降低D/C 压力,当D/C 压力控制设备响应异常时,就会导致D/C 压力的异常升高。
(1)D/C 电加热器运行异常。异常分析:2 台2×25 kW 比例电加热器3332-HTR6/7 用于补偿D/C 向环境散热和压力降低。当D/C 压力小于1.0 MPa 时,电加热器比例投入运行,D/C 压力达0.75 MPa 时两台电加热器输出为100%。其设定值和输出由控制器63332-PC24#3、PC25#3 进行控制,如果控制器63332-PC24#3、PC25#3 设定值高于1.05 MPa 或可控硅控制元件故障,就会导致电加热器在D/C 压力大于1.05 MPa 时仍然运行,此时D/C 喷淋阀由于D/C 压力达到其设定值而开启,以维持D/C 压力小于1.05 MPa。
该故障可通过检查D/C 压力高于1.0 MPa 而3332-HTR6/7 运行、D/C 喷淋阀控制器63332-PC24#1、PC25#1 输出不为0 来判断。
异常处理:如果63332-PC24#3、PC25#3 设定值错误,直接由操纵员根据规程要求修改即可;如果3332-HTR6/7 可控硅控制元件故障,直接联系维修人员处理。在维修期间,主控室操纵员可以根据D/C 压力控制需要,通过D/C 电加热器控制手柄63332-HS24 和63332-HS25 手动控制3332-HTR6/7 的运行。
(2)D/C 喷淋阀运行异常。异常分析:正常运行期间,稳压器通过开启稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 来维持稳压器压力不高于压力设定值,63332-PCV5/6 的开启使D/C 压力升高,D/C喷淋阀63332-PCV24/25 用来在D/C 压力高于设定值时开启喷淋,维持D/C 压力在正常范围内。正常运行时先导喷淋阀在D/C压力达1.05 MPa 时比例开启,D/C 压力达1.26 MPa 时全开,另一喷淋阀在D/C 压力达2.5 MPa 时比例开启,D/C 压力达2.71 MPa时全开。其设定值和输出由控制器63332-PC24#1、PC25#1 分别进行控制,阀门由I/P 转换器控制仪用压空进入气缸而开启,如果控制器63332-PC24#1、PC25#1 设定值高于1.05 MPa、I/P 转换器故障、失去仪用压空或控制元件故障,将导致D/C 喷淋阀在D/C 压力达到1.05 MPa 时不能开启,而使D/C 压力高于正常范围。
D/C 压力高于1.05 MPa 时,通过检查主控室的控制器63332-PC24#1、PC25#1 的设定值过高、压力输入低于1.05 MPa或无输出,现场检查I/P 转换器输出过低或输出为0、阀门供气管线漏气或脱落、阀门没有开度指示等现象,可判断为D/C 喷淋故障。
异常处理:如果63332-PC24#1、PC25#1 设定值错误,直接由操纵员根据规程要求修改即可;如果是喷淋阀控制器、I/P 转换器、供气管线故障,可将该控制器切到手动并将其输出调为-5%,将另一控制器压力设定值调到1.05 MPa,并选择控制模式为AUTO。联系维修人员处理设备缺陷。
故障处理期间,需确认D/C 电加热器停运并尽量减少进入D/C 的热源。
3.1.2 过多热量进入D/C
运行期间,进入D/C 的热源有稳压器和PHT 系统。来自稳压器的热源主要通过稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 和稳压器压力释放阀3332-PV47/48;来自PHT 系统的热源有PHT 系统液体释放阀(LRV)和PHT 系统除气阀,一般运行期间的PHT系统除气仅在系统水质不合格时手动控制投入,这里不讨论。
(1)过多热量从稳压器进入D/C。异常分析:在正常运行时,稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 用来控制PHT 系统压力,两个阀门由HTC 程序根据反应堆四个出口集管压力最高值与设定值的差值控制开度,当压力偏差达到51.5 kPa 时,先导阀10%打开,随着压力偏差的增大而比例开启,当偏差达到114.5 kPa时,阀门开启到其最大值(70%)。第二个阀门在压力偏差达到125 kPa 时10%打开,并随着压力偏差的增大而比例开启,当压差达到188 kPa 时,开启到其最大值(70%)。在稳压器压力控制阀63332-PCV6 的管线上,与63332-PCV6 并列安装有2个100%容量的压力释放阀3332-PV47/48 为稳压器提供压力保护,阀门为失效开启类型,每个阀门现场均配有备用气罐,开启设定值为10.86 MPa,压力信号由63332-P29A/B/C 提供。
经过控制设计的改造,稳压器压力控制阀的阀门内漏情况已有明显改善,但频繁的进行压力控制,压力控制阀63332-PCV5/6 较容易产生内漏。当D/C 压力异常上升,并伴随稳压器液位上升和PHT 系统压力下降或稳压器可变加热器输出异常增加时,主控室操纵员通过HTC 程序或AI1321/AI2447 输出情况确认,稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 保持关闭状态时,需通过现场检查63332-PCV5/6 现场开度指示、63332-PCV5/6 管线振动、63332-PCV5/6 定位器下游仪用压空压力和63332-PCV5/6 上下游管线温度比较来确定故障。
稳压器压力释放阀3332-PV47/48 失去气源或阀门的电磁阀失去DC 48 V 电源时,阀门失效打开。稳压器压力释放阀失效开启后,稳压器内的高温高压蒸汽进入D/C,会引起D/C 压力液位上升、稳压器液位上升压力下降、稳压器固定电加热器可能投入以及PHT 压力下降。同时,主控室会出现CI 0657“3332-PV47 PZR RV NOT FULLY CLOSED”和/或CI 0659“3332-PV48 PZR RV NOT FULLY CLOSED”的CRT 报警,伴随上述现象,故障比较容易判断。
稳压器压力释放阀3332-PV47/48 的内漏的判断与稳压器压力控制阀63332-PCV5/6 类似,根据阀门上下游管线温差来判断比较准确。
异常处理:主控出现3332-PV47/48 未全关的报警CI0657/0659或PHT 系统压力小于9.7 MPa 或因D/C 高压而触发了SETBACK,主控室操纵员应触发1#停堆系统并执行EOP-001,然后根据98-33000-OM-001 的5.6.1/5.6.4 将PHT 系统降温降压后切换到“水实体模式”,将稳压器隔离,联系维修人员处理。
(2)过多热量从PHT 系统进入D/C。异常分析:正常运行时,四个PHT 系统液体释放阀3332-PV3/4/12/13 对PHT 系统起超压保护作用,LRV 的开启控制逻辑通过1#停堆系统逻辑来实现,当PHT 系统出口集管压力达10.24 MPa(g)时开启。LRV的故障形式一般表现为阀门的失效开启或内漏。
每个LRV 有4 路气源,即奇路仪用压空气源、偶路仪用压空气源、备用储气罐和备用氮气瓶。因此LRV 失气开的可能性不大,但如果供气管线或阀门气动执行机构出现大量漏气的情况也会导致阀门的异常开启,当有LRV 异常开启时,主控盘台4 上会出现“liq relief valves open”的窗口报警,同时,盘台4 上LRV 的EMI 会指示阀门开启,PHT 系统大量高温高压重水进入D/C,使D/C 压力、液位迅速上升,稳压器液位下降,D/C 喷淋阀63332-PCV24/25 开启为D/C 降压,D/C 液位控制阀63332-LCV8/15 开度增加以尽量保持D/C 液位;大量高温重水使D/C出口热交换器重水侧出口温度升高(77 ℃)致使D/C 出口隔离阀3332-PV16 和63332-LCV8/15 自动关闭,从而限制了PHT系统水装量的进一步丧失。PHT 系统压力下降、稳压器水位下降;重水进一步向D/C 排放直至D/C 压力与PHT 系统出口集管压力平衡;当D/C 压力升至3.9 MPa 时触发SETBACK,反应堆以0.1%/s 的速度线性降功率至2%FP;PHT 系统压力设定值自动降至9.4 MPa,以减缓重水流失速率;稳压器水位设定值自动调至正常计算设定值-1.5 m 和停堆系统停堆设定值+0.5 m 的较大值,以防止上充泵因过负荷跳闸。当D/C 中的压力达到8.0 MPa 时,喷淋阀63332-PCV24/25 自动关闭。此种情况现象明显,比较容易判断。
而当LRV 中有阀门有较小的内漏时,异常表现不明显,比较难判断,一般可通过D/C 喷淋保持一定的开度、上充流量略高于正常值、稳压器压力稳定,同时现场通过对HTS 液体释放阀3332-PV3/4/12/13 阀门上、下游管线测温比较来判断,如果温差较小或管线温度较高,则可以确定有阀门泄漏。
异常处理:对于LRV 异常开启,可以根据EOP-004 来处理,唯一需要特别注意的是:在关闭液体释放阀前,一定先解除D/C 的隔离,防止上充泵通过再循环管线向D/C 注入的高压重水引起D/C 超压,重水通过3332-RV11/21 泄漏到反应堆厂房内。
如果LRV 出现微小的泄漏,而D/C 压力和液位、稳压器的压力和液位以及PHT 系统的压力等参数稳定,则持续监视这些参数,如有必要,将1 台或多台稳压器固定加热器置于ON 位置以维持HTS 压力在设定值,同时操纵员应关注上充流量及上充泵的各项参数,如果上充流量过大或运行上充泵电机绕组温度上升较快,及时启动第2 台上充泵,以免出现上充泵过载跳闸,影响机组的稳定运行,同时操纵员应及时联系维修及技术人员评估和处理液体释放阀内漏缺陷。
D/C 压力下降,对机组的安全没有直接的影响,但当D/C 压力下降到0.25 MPa 以下时,由于重水储存箱3333-TK1 比D/C 位置高,在重力作用下,低温重水通过上充泵再循环管线注入D/C,引起D/C 液位上升,减少了D/C 的汽空间,直接减弱了D/C 接收和冷凝来自PHT 系统高温高压重水和蒸汽的能力,同时引起D/C 压力和液位失去正常控制。D/C 压力低于设定值,主控会出现以下CRT 报警:
出现报警后,主控室操纵员应:
(1)确认主控室盘台8 上控制器63331-HC8/26 选择模式为MANUAL,输出为-5%。
(2)监视D/C 压力变化趋势,如果时间允许,到R501 房间确认63332-PCV24/25 和63331-FCV8/26 管线的振动和声音来判断内漏阀门,并在盘台8 上将对应阀门的控制器63332-PC24#1 和/或PC25#1 选择模式切到MANUAL,输出为-5%。并监视D/C压力变化趋势和现场管线振动情况,如果一个喷淋阀控制器输出调至-5%后,现场振动消失,除气冷凝器压力回升,则将该控制器保持手动全关,并确认另一喷淋阀对应控制器的设定值为1.05 MPa,模式为AUTO。
(3)如果D/C 压力下降无法缓解,投入稳压器的1 个固定电加热器升压,通过稳压器蒸汽加热D/C,确认处于先导控制的喷淋阀控制器选择模式在AUTO,防止除气冷凝器压力太高,然后联系维修人员处理。
(4)缺陷处理完毕,将喷淋阀控制器63332-PC24#1/25#1 选择模式切回AUTO。
(5)确认盘台8 上加热器控制器63332-PC24#3/25#3 选择模式为AUTO,并检查控制器设定值、实际值和输出是否对应,并确认是否有CI1487 或CI1489 关于加热器报警,如果有,派人到S-246 确认报警信息并根据对应CI 报警规程执行复位操作。
D/C 压力异常降低,意味着压力控制设备异常或有过量低温重水进入D/C 或者D/C 的汽空间泄漏。根据引起D/C 压力异常降低原因的不同,将故障原因分为以下3 种:①D/C 压力控制设备异常;②过量低温重水进入D/C;③D/C 汽空间泄漏。
3.2.1 D/C 压力控制设备异常
根据D/C 的压力控制,当D/C 压力低于1.0 MPa 时,D/C 电加热器的控制器应该有相应的输出以提高D/C 压力到设定值,D/C喷淋阀控制器输出为0,没有喷淋流量。与D/C 压力异常升高一样,D/C 压力控制设备异常,也可能导致D/C 压力异常降低。
(1)D/C 电加热器运行异常。异常分析:2 台2×25 kW 比例电加热器3332-HTR6/7 用于补偿D/C 向环境散热和压力降低。当D/C 压力小于1.0 MPa 时,电加热器比例投入运行,D/C 压力达0.75 MPa 时两台电加热器输出为100%。其设定值和输出由控制器63332-PC24#3、PC25#3 进行控制,如果控制器63332-PC24#3、PC25#3 设定值远低于1.0 MPa 或可控硅控制元件故障,就会导致电加热器在D/C 压力低于1.0 MPa 时不会运行。
D/C 电加热器失效,主控会出现CI1487“63332-PZ-24 MALFUCTION”和/或CI1489“63332-PZ-25 MALFUCTION”的CRT 报警,或者通过检查控制器设定值、D/C 压力低于1.0 MPa,而3332-HTR6/7 未运行、D/C 电加热器控制器63332-PC24#3、PC25#3设定值和确认D/C 电加热器电源状态来判断故障。
异常处理:如果63332-PC24#3、PC25#3 设定值错误,直接由操纵员根据规程要求修改即可;如果3332-HTR6/7 可控硅控制元件故障,直接联系维修人员处理。
如果主控出现CI1487/1489 的报警,派现场操作员到S-246房间的63332-PL1393 或63332-PL1392 上检查报警信息,确认报警原因。如果失去控制电源,联系维修处理;如果就地盘台有窗口报警,在盘台上按下“ACK”按键后再按下“RESET”按键,如果报警消除,则按下“RESTART”按钮重启控制回路,主控通过将加热器控制手柄置于OFF 后再置于AUTO 对电加热器进行复位;如果报警不能复位,联系维修处理。
如果D/C 压力不能维持,可通过稳压器或关闭3331-MV22和3335-MV1 后投入少量除气流来维持D/C 压力来稳定D/C压力。如果D/C 电加热器长期失效不能处理,而D/C 压力不能维持,需停堆并对PHT 系统降温降压后将D/C 隔离进行处理。
(2)D/C 喷淋阀运行异常。异常分析:由于D/C 电加热器100%输出只有50 kW,因此只要D/C 喷淋阀有一定的泄漏(0.7%最大流量),便会超出D/C 电加热器的加热能力。D/C 喷淋阀63332-PCV24/25 频繁开启对D/C 喷淋降压,阀前13 MPa 左右的压力和阀后1 MPa 左右压力的压差,使阀门阀芯受到较严重的冲刷,阀门容易产生内漏,阀门出现内漏,需根据63332-PCV24/25 管线振动来判断,一般有水流通过,管线会有较剧烈振动,而没有水流过基本不会产生振动。
机组上多次发生的是I/P 转换器和定位器漂移引起的阀门误开。D/C 压力低后确认D/C 压力低于1.0 MPa,而控制器63332-PC24#1/25#1 输出大于0,现场检查阀门开度指示、阀门定位器下游仪用压空压力来判断阀门的开度,阀门关闭时定位器下游仪用压空压力不为0(正常应为0),上述现象可判断为D/C喷淋阀故障。
异常处理:如果控制器输入、输出故障,将该控制器输出调至-5%后置于手动,将另一控制器设定值调至1.05 MPa,置于AUTO 后联系维修人员将故障控制器控制的喷淋阀卡关后对故障进行处理。
如果阀门故障,D/C 加热器不能维持D/C 压力,可通过投入稳压器的一个固定加热器部分开稳压器压力控制阀或通过63331-FCV8 或26 以对PHT 扫气的方式来帮助维持D/C 压力,然后联系维修处理。
如果D/C 压力无法维持或故障无法在线处理,需停堆并对PHT 系统降温降压后将D/C 隔离进行处理。
3.2.2 过量低温重水进入D/C
异常分析:HTS 除气阀63331-FCV8/26 主要用来除去PHT系统中不凝结性气体,同时在PHT 净化系统隔离时用于建立PHT 备用下泄通道。正常运行期间HTS 除气阀63331-FCV8/26处于关闭状态。正常运行期间,由于HTS 除气阀63331-FCV8/26定位器或I/P 电气转换器漂移会导致阀门异常开启,阀门的内漏也会使除气阀中有高温重水进入D/C,由于HTS 除气阀63331-FCV8/26 上游管线与PHT 系统上充阀3332-MV22 及PHT 净化回流阀3335-MV1 下游管线距离很近,这样,就导致PHT 系统少量的高温重水与40 ℃左右的低温上充水、200 ℃左右PHT 净化回流重水混和后进入D/C,由于混和后的水温度(<160 ℃)往往远低于D/C 中饱和重水蒸汽的温度(>180 ℃),因此低温重水进入D/C 后使D/C 重水蒸汽迅速冷却凝结,D/C 压力下降,而D/C 电加热器补偿速度较慢甚至不能补偿D/C 压力的降低,致使D/C 压力异常降低。
HTS 除气阀63331-FCV8/26 异常开启或内漏,可以通过现场阀门开度指示、阀门上下游温差等来确认,而最直接的确认方式是主控室通过检查控制器的输出(正常情况控制器手动控制输出为-5%)和除气流量指示AI1131 大于0 来确认。
异常处理:如果故障是HTS 除气阀63331-FCV8/26 定位器或I/P 电气转换器漂移引起的,检查63332-HC6/26 输出为-5%,D/C压力稳定后,及时联系仪控人员处理即可。
如果除气流量较大,D/C 压力太低,D/C 电加热器无法补偿压力的降低,可以通过关小甚至关闭PHT 上充阀3332-MV22 来减少进入D/C 中冷水的量,使D/C 的压力尽量维持在设定值附近。
3.2.3 D/C 汽空间泄漏
D/C 的汽空间,通过D/C 排气阀3332-PV22 与低压的D/C排气冷却器相连;3332-RV11/21 作为D/C 超压保护设备将D/C直接与R/B 厂房相连,在D/C 压力达到10.057 MPa 或PHT 系统压力达到11.27 MPa 时打开,压力释放阀3332-RV11/21 打开将D/C 内重水蒸汽直接排至R/B 厂房。
D/C 排气阀3332-PV22 或D/C 超压保护阀3332-RV11/21的开启或内漏,都可能会导致D/C 压力的异常降低。
(1)D/C 排气阀3332-PV22 内漏。异常分析:D/C 排气阀3332-PV22 用于控制D/C 向排气冷却器排气,在D/C 排气冷却器压力达172 kPa 时阀门关闭,正常运行期间,阀门处于关闭状态。D/C 排气阀3332-PV22 由于D/C 除气期间高温重水蒸汽和不凝结气体的冲刷腐蚀,也会出现内漏。
D/C 排气阀3332-PV22 内漏时,重水蒸汽进入D/C 排气冷却器,冷凝后的重水进入3381-TK1,D/C 压力会下降,3381 引漏管线SG18 中会观察到水流通过。
该故障可通过D/C 排气冷却器的压力、温度、液位等情况综合判断。
异常处理:监视D/C 相关参数,维持压力和系统稳定,联系维修人员评估处理。
(2)D/C 压力释放阀3332-RV11/21 开启或内漏。异常分析:D/C 压力释放阀3332-RV11/21 在D/C 压力达到10.06 MPa 时弹簧开启泄压,为D/C 提供超压保护;当PHT 系统1、5 号出口集管压力达到11.27 MPa 时逻辑开启,加大PHT 系统液体释放阀两端压差,促进PHT 系统泄压。
当D/C 压力释放阀3332-RV11/21 开启逻辑输入信号异常、气动执行结构异常或电磁阀失电时,会导致阀门开启,阀门异常开启以及阀门内漏使D/C 压力异常降低。
阀门异常开启,主控一般会有“DEGASSER CONDENSER VALVE OPEN”的8 号盘台窗口报警(WIN8-2)以及D/C 压力释放阀3332-RV11/21 开启的(CI621/625)CRT 报警,主控室操纵员需检查PHT 系统1、5 号出口集管压力、D/C 压力及液位、R/B 放射性(AX470)、Beetle 报警等;如果D/C 压力释放阀3332-RV11/21 内漏,不会出现阀门开启的报警,但是会有D/C 压力下降、液位升高、R/B 放射性升高等现象出现。
异常处理:如果D/C 压力释放阀3332-RV11/21 异常开启或内漏严重,R/B 厂房氚含量迅速增加,主控室操纵员需立即响应:
(1)启动瞬态响应,广播反应堆厂房人员紧急撤离。
(2)手动脱扣1#停堆系统,执行EOP-001,确认停堆系统动作的有效性。
(3)通知保健物理人员对R/B 各房间进行取样。
(4)监视R/B 内放射性剂量,当R/B 内剂量超过3000 cps,确认安全壳隔离阀关闭。
(5)停运D/C 电加热器3332-HTR6/7。
(6)隔离D/C:关闭3332-PV16、63332-LCV8/15、63332-PCV24/25、63331-FCV8/26 和3331-PV39,防止主热净化的高温重水流入D/C。
(7)打开3332-PV10 对D/C 进行疏水。
(8)根据GOP-004 对主热传输系统降温降压。
如果D/C 压力释放阀3332-RV11/21 出现较小内漏,需通过降低D/C 电加热器控制器63332-PC24#3/25#3 和D/C 喷淋阀控制器63332-PC24#1/25#1 设定值的方式尽量降低D/C 压力(但要保证D/C 的液位能够维持),紧急联系维修人员评估处理,此时除了关注PHT 系统参数稳定、维持D/C 参数稳定外,还需重点关注R/B 内剂量,必要时根据98-67314-OM-001 第5.4 节手动关闭安全壳隔离阀将安全壳隔离,防止过量放射性物质的外漏。
D/C 作为PHT 系统的高压系统与PHT 压力与装量控制系统的低压系统的中间设备,其压力控制非常重要。D/C 压力的异常变化一般会有报警显示。当主控室操纵员发现报警或在参数监视过程中发现D/C 压力异常后,应立即检查相关自动动作响应正确,并做出适当的干预,以维持D/C 压力在设定值,然后根据报警响应规程或异常响应规程做出进一步的故障判断和干预处理,尽量将D/C 的压力维持稳定,然后联系维修人员进行评估后处理。
对于与PHT 系统相连的设备的故障,一般会对PHT 系统的压力、稳压器的液位等参数有一定的影响,因此需关注PHT系统相关参数,这类故障需根据缺陷对PHT 系统影响的大小决定运行期间处理还是停堆并对PHT 系统降温降压后处理。
导致D/C 压力异常升高或降低的情况有很多,以上仅对机组正常运行期间,D/C 压力控制设备以及影响D/C 压力相关设备的单一缺陷的确认和处理进行了初步探讨,对于多个设备的故障以及机组发生瞬态期间D/C 压力异常情况涉及较少。