淺談核電廠大修核島防跑水的管理

童欣

摘要：論文通過分析核電廠核島大修跑水的原因，提出了核電廠防止跑水的技術(shù)和管理建議，以減少核電廠放射性污染和設(shè)備的損壞，對(duì)核電廠的大修生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。

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

關(guān)鍵詞： 防跑水 放射性 核電廠

Key words： anti-running water radioactive nuclear power plant

1.背景：

在核電廠大修期間，為了開展大修設(shè)備的檢修和定期檢查，完成核乏燃料的回收和核新燃料的裝載，核電廠核島需要進(jìn)行大量的充排水工作，這其中涉及的管線布置復(fù)雜、水傳輸距離較遠(yuǎn)、大修設(shè)備檢修導(dǎo)致新的開口等多因素容易出現(xiàn)在上述大修活動(dòng)中失控跑水。而核島的水作為核電廠運(yùn)行期間核反應(yīng)的冷卻劑，直接與核燃料接觸，大量的放射性核素溶解在水中，所以核島水有一定的放射性。核島跑水將會(huì)造成造成設(shè)備、地面和工作人員放射性粘污，甚至是設(shè)備的功能失效違反核電廠技術(shù)規(guī)格書的事件。在核電廠的生產(chǎn)實(shí)踐中，大修期間曾發(fā)生多次核島跑水事件，因此有必要對(duì)該類事件進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)建議。

2.大修期間核島涉及到的水傳輸工作

以國內(nèi)最常見的壓水堆核電廠為例，大修期間主要有以下幾種常見的核島水傳輸工作：

（1）為對(duì)核燃料的更換，需要對(duì)核電廠一回路系統(tǒng)進(jìn)行充排水。核電廠典型的一回路水位圖如1。

圖1 壓水堆核電站大修一回路水位圖

隨著核電廠與電網(wǎng)解列，核反應(yīng)堆停堆大修開始，一回路開始降溫降壓，穩(wěn)壓器開始滅汽腔，一回路水位在穩(wěn)壓器的表征下逐步滿水，直到汽腔湮滅;待一回路水質(zhì)滿足放射性化學(xué)要求后，一回路開始排水以便開啟反應(yīng)堆壓力容器大蓋，為卸料做準(zhǔn)備;在具備開啟反應(yīng)堆壓力容器大蓋時(shí)，為了確保對(duì)放射性乏燃料的生物屏蔽，換料的正常進(jìn)行，需要對(duì)反應(yīng)堆池充滿水，所以在開啟大蓋的過程中一回路水位逐步充滿反應(yīng)堆池;在卸料完成后需要對(duì)一回路設(shè)備檢修和定期檢查，所以一回路水位必須排至低低水位;等檢修結(jié)束后，我們需要將反應(yīng)堆池水位充滿以便裝核燃料;裝載核燃料后，我們就必須排水支壓力容器法蘭面水位以便關(guān)閉壓力容器大蓋;等壓力容器關(guān)閉后，一回路形成封閉，可以開始對(duì)一回路升溫升壓，機(jī)組開始上行;等穩(wěn)壓器建立汽腔后，一回路繼續(xù)升溫升壓，為反應(yīng)堆重新臨界創(chuàng)造條件，直到機(jī)組重新并網(wǎng)發(fā)電。

上述過程的一回路水傳輸是大修的關(guān)鍵路徑，所有的水具有放射性，水傳輸過程還必須遵守核電廠技術(shù)規(guī)格書的要求，所以一回路水傳輸出現(xiàn)異常將直接影響核安全和放射性沾污，必須確保萬無一失。

（2）一回路輔助系統(tǒng)的充排水

大修期間，為了對(duì)一回路相關(guān)的輔助系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行檢修和定期檢查，需要對(duì)核輔助系統(tǒng)進(jìn)行充排水。大修開始需要將核輔助系統(tǒng)的放射性水排到回收罐，檢修完后需要對(duì)相關(guān)系統(tǒng)充水。這些地方的水也都帶有放射性，而且有些系統(tǒng)的設(shè)備在技術(shù)規(guī)格書中也有要求，所以對(duì)該部分的水傳輸?shù)囊笠彩指摺?/p>

（3）核島廠房非放射性系統(tǒng)充排水

在核島廠房，還有一些不帶放射性的系統(tǒng)的充排水工作，例如通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，、消防水系統(tǒng)等，雖然它們本身沒有放射性，但如果意外跑水可能被核島廠房里放射性塵埃污染，導(dǎo)致放射性污染。還有意外跑水可能導(dǎo)致設(shè)備淋濕，特備是電氣設(shè)備的絕緣性下降，影響設(shè)備可用性。系統(tǒng)的意外跑水會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能不可用，同時(shí)給廠房環(huán)境帶來負(fù)面影響。

綜上可以看出，大修核島防跑水十分重要。

3.大修核島跑水的原因

核電廠核島系統(tǒng)管道布置復(fù)雜，再加上核電廠大修期間，現(xiàn)場工作人員多、檢修任務(wù)重、系統(tǒng)變化快等特點(diǎn)，核島跑水事件時(shí)有發(fā)生。筆者收集了某核電廠三次大修的核島跑水事件17起，經(jīng)過歸納分析，從事件發(fā)生的主要原因分析，相關(guān)事件類型如下：2起源于規(guī)程問題，3起由于現(xiàn)場操作問題導(dǎo)致，4起由于隔離問題導(dǎo)致，3起由于邊界內(nèi)存在殘水，4起由于專業(yè)問題導(dǎo)致，1起由于設(shè)備故障。

源于規(guī)程的的問題是指系統(tǒng)狀態(tài)的改變但文件沒有及時(shí)的修改導(dǎo)致跑水或者文件本身的錯(cuò)誤導(dǎo)致跑水。常見的情況是排水時(shí)忘了關(guān)閉疏水漏斗，疏水管網(wǎng)返水?，F(xiàn)場操作異常的問題主要有閥門狀態(tài)異常未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和閥門操作控制不當(dāng)，導(dǎo)致跑水。例如一次大修中，夜班根據(jù)大修計(jì)劃，運(yùn)行人員進(jìn)行一回路充水時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一回路進(jìn)水后RPE003BA液位異常上漲，初步判斷一回路疏水閥存在泄漏。后經(jīng)過運(yùn)行人員現(xiàn)場核實(shí)排查，發(fā)現(xiàn)核輔助系統(tǒng)上一閥門被一螺母部分擋住無法完全關(guān)閉導(dǎo)致，在處理完并關(guān)閉該閥門后一回路漏水現(xiàn)象消失。

常見由于隔離工作導(dǎo)致的跑水事件有拆除堵頭、盲板風(fēng)險(xiǎn)管控不足，復(fù)雜系統(tǒng)管道排水不盡和隔離管理中脫票風(fēng)險(xiǎn)掌控不足。例如一次大修中當(dāng)班按計(jì)劃執(zhí)行某試驗(yàn)時(shí)，開啟EAS008/010VB后EAS B列水從EAS006SN支管處流出。后經(jīng)分析跑水的原因是脫出主隔離工作票的風(fēng)險(xiǎn)控制不足，未識(shí)別出EAS006SN支管處配合BOSS檢修還是拆開狀態(tài)，并開啟EAS008/010VB，導(dǎo)致EAS B列水從EAS006SN支管跑水。

專業(yè)類管控主要是指安全閥之類設(shè)備拆除后管控、臨時(shí)接水設(shè)備故障和TSD管控。例如某次大修中班期間，運(yùn)行人員對(duì)1號(hào)蒸汽發(fā)生器進(jìn)行排水，輻射防護(hù)人員接到現(xiàn)場工作人員反饋W253房間地面積水，并現(xiàn)場查看為W253/255/256房間均有積水，是從5米W355/353的地漏管道漏下來，且W355/353房間地面也有積水。后查明原因?yàn)闉榕潘陂g臨時(shí)TSD脫落，即專業(yè)安裝的TSD軟管不牢固。

4.大修防跑水的管理措施

為了有效應(yīng)對(duì)大修核島防跑水工作，根據(jù)核電廠“縱深防御”的原則，我們可以大修準(zhǔn)備階段，完善文件質(zhì)量，收集和總結(jié)大修跑水事件，制定相關(guān)規(guī)定措施避免跑水。在大修期間，我們可以通過傳水的監(jiān)視、現(xiàn)場的巡視避免跑水，同時(shí)在出現(xiàn)意外跑水是通過及時(shí)的響應(yīng)，減少核島跑水的影響。

4.1大修準(zhǔn)備階段：

由核電廠運(yùn)行牽頭組織檢修專業(yè)、計(jì)劃、輻射防護(hù)和化學(xué)等組建防跑水小組，向電廠專業(yè)進(jìn)行宣貫和落實(shí)防跑水要求，主要有以下幾個(gè)方面：

建立核島大修難排水工作點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，收集各次大修殘水較多的工作點(diǎn);

收集和分析各核電基地的跑水經(jīng)驗(yàn)反饋，對(duì)同類型工作分析，升版文件包，防止下次大修發(fā)生類似跑水事件，制定防跑水經(jīng)驗(yàn)反饋?？滩?

大修主隔離和系統(tǒng)在線所涉及的充排水操作，其文件必須設(shè)計(jì)正確﹑指令明確，標(biāo)識(shí)流體去向;

拆堵頭、盲板類工作，票面注明提醒工作負(fù)責(zé)人，如有帶壓水噴出及時(shí)停止拆卸工作，并恢復(fù)堵頭/盲板;

對(duì)于疏水閥臨時(shí)增加的TSD軟管+水桶排水措施，疏水后閥門保持關(guān)閉要求在主隔離中以指令形式體現(xiàn);

涉及通過GT排水的隔離，排水后關(guān)閉GT下游閥可以防止返水溢流。對(duì)于GT上游相應(yīng)的疏水閥門狀態(tài)，需要以指令形式在工作包或主隔離中體現(xiàn);

涉及流體傳輸?shù)墓ぷ?，液位監(jiān)視、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)注等流體傳輸，需要在文件中體現(xiàn)，確保流體傳輸要求落實(shí)。

4.2大修實(shí)施階段：

核電廠大修期間，大修的各項(xiàng)活動(dòng)均在大修指揮部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下開展，各生產(chǎn)單位均嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定做好防跑水措施，主要要求如下：

根據(jù)大修計(jì)劃，每天晚上防跑水小組對(duì)第二天運(yùn)行相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行跑水風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并及時(shí)提醒當(dāng)班值;

對(duì)核島現(xiàn)場出現(xiàn)跑水情況，電廠工作人員第一時(shí)間報(bào)告主控室，當(dāng)班值需立即響應(yīng)，啟動(dòng)大修跑水響應(yīng)流程;

執(zhí)行傳水期間，要密切監(jiān)視液位變化，確保傳水體積符合預(yù)期;

對(duì)于臨時(shí)設(shè)備排水，需要確認(rèn)臨時(shí)設(shè)備牢固，流體走向正確，管路通暢;

系統(tǒng)排水開始第一時(shí)間要確認(rèn)有無水流出，疏排水結(jié)束需要通過多重手段判斷無殘水;

在執(zhí)行疏水﹑充水﹑排氣等有跑水風(fēng)險(xiǎn)的操作時(shí)必須嚴(yán)格遵守規(guī)程，操作閥門應(yīng)操作到位，對(duì)于傳動(dòng)操作閥門，在可達(dá)情況下，需現(xiàn)場觀測閥門本體;

排水時(shí)對(duì)GT/PS/BA/房間地漏要安排專人監(jiān)視，對(duì)臨時(shí)排水用具派專業(yè)看守，一旦發(fā)現(xiàn)排水不暢或溢流立即停止排水

實(shí)施系統(tǒng)主隔離排空后若關(guān)閉全部疏水閥，在發(fā)出系統(tǒng)第一張開口票時(shí)應(yīng)增加驗(yàn)漏步驟;

工作負(fù)責(zé)人反饋設(shè)備開口處殘水較多時(shí)，運(yùn)行值應(yīng)第一時(shí)間響應(yīng)，進(jìn)行排水響應(yīng);

對(duì)于多個(gè)值持續(xù)進(jìn)行疏水的工作，隔離經(jīng)理在打印工作許可證之前，必須確保工作點(diǎn)排空;

完整隔離邊界內(nèi)，由于管線布置原因?qū)е鹿ぷ鼽c(diǎn)無法排空，對(duì)工作負(fù)責(zé)人在工作前做出接水和排水措施要求，需使用《大修排水指令單》，并在其工作許可證上標(biāo)注：“由工作負(fù)責(zé)人自行排空”，在工作許可證發(fā)出時(shí)，隔離經(jīng)理必須向工作負(fù)責(zé)人進(jìn)行詳盡的交代和解釋;

系統(tǒng)解除隔離在線前，對(duì)系統(tǒng)描點(diǎn)圖和系統(tǒng)的工作票分析。對(duì)于系統(tǒng)維修過的閥門、設(shè)備重點(diǎn)檢查，確保系統(tǒng)在線完整性。

系統(tǒng)檢修后首次進(jìn)水，需要部分開啟大口徑進(jìn)水閥門，進(jìn)行試水，確認(rèn)無跑水后進(jìn)行全開閥門進(jìn)水;系統(tǒng)進(jìn)水同時(shí)運(yùn)行需要對(duì)系統(tǒng)邊界閥門進(jìn)行快速巡視，發(fā)現(xiàn)有漏水應(yīng)及時(shí)停止充水;

5.大修期間核島出現(xiàn)跑水后響應(yīng)

核電廠大修核島出現(xiàn)跑水事件時(shí)，目擊者應(yīng)第一時(shí)間通知主控室，由主控室協(xié)調(diào)輻射防護(hù)、服務(wù)、化學(xué)等專業(yè)迅速處置。運(yùn)行和檢修專業(yè)需迅速查明跑水原因，并立即采取措施避免跑水事件擴(kuò)大，輻射防護(hù)工作人員立即監(jiān)測跑水事件對(duì)核島放射性區(qū)域的影響，必要時(shí)采取隔離等措施避免放射性擴(kuò)散。服務(wù)人員在輻射防護(hù)人員的建議下收集和處理跑水，必要時(shí)對(duì)放射性污染區(qū)清潔處理。化學(xué)人員配合對(duì)跑水源進(jìn)行取樣分析，協(xié)助調(diào)查跑水的原因和后果。電廠所有工作人員在核島工作時(shí)遇到不明積水要向輻射防護(hù)人員報(bào)告并避免與其接觸，防止放射性沾污。

6.總結(jié)

本文通過分析核電廠核島大修排水工作導(dǎo)致跑水的原因，結(jié)合核電廠工作實(shí)踐，提出了大修期間核島防止跑水的一些具體的措施。根據(jù)“縱深防御”的指導(dǎo)思想，在大修前通過風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、人員培訓(xùn)、文件的完善優(yōu)化等手段降低大修核島跑水分風(fēng)險(xiǎn)，在大修實(shí)施期間通過設(shè)備管控、設(shè)備液位檢測和巡視、隔離管理等手段防止跑水的發(fā)生。希望本文能對(duì)核電廠工作人員特別是大修相關(guān)人員關(guān)于核島防跑水工作有一定的指導(dǎo)意義。