VVER1000功率运行时乏池液位下降分析与响应

VVER1000功率运行时乏池液位下降分析与响应

杨存利

江苏核电有限公司         江苏连云港   222000

摘要：本文针对VVER1000机组乏池及其冷却系统的特点，给出机组功率运行时乏池液位下降的原因分析，结合可能的原因按照液位下降的程度给出了人员判断分析和响应，为乏池液位恢复提供可性行处理建议。

关键词：乏池、液位下降 、分析与响应

VVER1000核电机组乏池用于储存和冷却从一回路卸出的组件。系统主要包含乏池、冷却水泵、换热器及阀门和管道。与其他类型压水堆不同VVER1000机组乏池布置在反应堆厂房，在机组功率运行时出现乏池液位下降会影响系统稳定运行，改变厂房重要设备的运行条件，本文重点就乏池液位下降的人员判断分析与响应给出较为详细的论述。

1.VVER1000机组乏池及冷却系统简介

乏池设置在反应堆厂房，与一回路设备竖井相邻，在机组功率运行时乏池和一回路设备竖井之间通过两块水闸门相隔，两快水闸门密封功能通过四道充气密封条实现。乏池通过两个冷却系列之一实现冷却，每个系列包括一台冷却水泵、一台换热器、连接乏池净化管线、连接喷淋系统管线、连接硼酸补水管线、连接严重事故补水管线接口等。这些设备中乏池布置在安全厂房内，其净化系统布置在核辅助厂房内、其余布置在安全厂房中。冷却系列从乏池上部抽取水并输送到换热器冷却，再将冷却后的介质送回乏池底部，而形成一个闭合循环，换热器用于将泵出口的来自乏池的硼酸溶液冷却，以此保证乏池的介质温度不超过限值，热量导出至设备冷却水系统。若设置的冷却系统无法提供冷却乏池时，可以通过喷淋系统（两列之一）对乏池实现冷却。

2.VVER1000机组乏池液位降低的原因分析

乏池及其冷却系统自身设备较多，与其相关联系统的设备也较多，设备多则出现故障的频次也增加，设备跑冒滴漏是导致乏池液位出现下降的最重要原因之一。乏池和一回路设备竖井之间的两道水闸门出现密封失效硼酸会通过闸板进入闸板间，甚至进入一回路设备竖井，也容易导致乏池液位下降；冷却系列切换或系统的接入时由于管线未充满水或疏水排气阀门关闭不严、冷却系统管线出现漏点且无法隔离等都能导致乏池液位下降；在其冷却系统不可用时利用喷淋系统进行冷却乏池，若冷却器出现缺陷也会导致乏池液位下降；乏池衬里出现异常也会导致乏池液位下降；乏池的焊缝，始终处于带水和高辐射的环境中，容易发生局部腐蚀、损坏，也会引起乏池液位下降。上述种种缺陷、异常都可能引起乏池液位下降。

3. VVER1000机组乏池液位降低的自动响应

乏池正常液位（L）为15.5-15.6m，与乏池液位下降相关的控制逻辑与管理要求包括：①L＜15.4m 乏池液位低报警；② L<15.3m保护关闭取水管线上阀门； ③L<15.2m且乏池液位无法恢复，漏量超过3t/h，按照FSAR16章规定需将机组转为冷态。④L<15m需按照规程对乏池补水；⑤L<8.0m，关闭备用取水管上阀门。

4.VVER1000机组乏池液位降低的响应

4.1功率运行期间画面及报警监视

操纵员值班期间，定期通过操作监视画面对乏池的液位及各厂房疏水收集系统液位进行巡检，通过反应堆厂房内摄像头监视与乏池关联的水闸门密封压力，密切关注报警画面信息，包括乏池泄漏检测系统报警，通过调用趋势图分析冷却系统参数和乏池液位和温度是否存在变化，及早诊断发现异常，消除系统设备运行隐患。在乏池冷却系统切换及投切乏池净化系统时，做好现场系统在线操作，注意安排现场人员加强对设备巡检。

4.2乏池液位下降出现液位低报警

在乏池出现低液位报警时，操纵员首先调用乏池各液位的曲线的变化趋势，以排除仪表漂表的干扰；在确认液位实际下降；通过调取反应堆厂房疏水收集系统液位变化、安全厂房地坑液位变化及辅助厂房疏水收集系统液位变化，检查水闸门密封条压力及闸门间液位是否触发报警，初步确认可能存在的漏点位置。同时安排现场人员对现场与乏池冷却系统相关联的设备进行巡检，尤其是刚刚投运或隔离的设备，检查边界是否可靠关闭。

通过上述检查分析判断，发现漏点及时隔离，必要时对乏池冷却系统运行系列进行切换，对冷却系列进行隔离，对水闸门密封补气等来阻止乏池液位下降。同时通过乏池净化系统实现对乏池补水。若出现冷却系统停运，在漏点隔离液位恢复过程中，及时组织恢复乏池冷却，组织对现场设备及厂房去污并检查设备可用。

4.3乏池液位持续下降的响应

若液位持续下降，漏点在反应堆厂房外，相关管线上有多道阀门，通过阀门关闭能实施漏点隔离。若漏点出现在反应堆厂房内，则会出现通过乏池或冷却系统无法隔离漏点的情况，漏水进入反应堆厂房地坑，此时按照FSAR16章规定要求，运行人员一方面实施机组后撤，一方面通过相关补水手段对乏池进行补水，以便尽可能恢复乏池液位。由于机组后撤需要一定量的硼酸溶液，因此在向乏池补水时需要考虑预留量。乏池补水可以通过以下途径实现：

1）通过乏池冷却系统给乏池补水。

在确认乏池冷却系统可用（该系统无漏点）时通过乏池冷却系统冷却水泵给乏池补水时。补水路径为：低硼箱→乏池冷却水泵→乏池冷却系统换热器 →回水管线→乏池。若低硼箱硼酸溶液裕量不足则考虑其他补水方法。

2）通过喷淋系统给乏池补水

在乏池冷却系统不可用时，可通过喷淋系统给乏池补水，需要操纵员判断所使用的系列，防止补水到漏点影响补水效果。补水路径为：低硼箱→喷淋泵→喷淋换热器 →回水管线→乏池。若低硼箱硼酸裕量不足则检查反应堆厂房地坑液位，根据液位情况可以将泵入口转到地坑供水，实现乏池与地坑循环供水，保证乏池的供水与冷却。若喷淋系统泵故障不可用，可以利用低压安注泵向乏池补水，低压安注泵通过联络管与喷淋泵进、出口相连，在向乏池补水时它们可以互为备用。

3）通过反应堆检查井向乏池补水

机组状态后撤后，在满足FSAR16章要求时可考虑通过反应堆检查井与乏池联通，通过液位差实现乏池补水。补水路径为：反应堆检查井→底部阀门→乏池冷却水回水管线→乏池。

4）通过移动消防车向乏池补水

当乏池设计的补水途径无法向乏池补水，则规程的要求通过移动消防车向乏池补水。补水路径为：应急给水箱专用接水管→可拆软管→移动消防车→可拆软管→专用接水管→乏池。该补水需要通知相关应急专业组配合，包括移动消防车的驾驶、管线安装、管口对接等。该种工况向乏池补充的是清水，在实施补水的过程中尽快处理有正常补水设计功能的系统，使其恢复向乏池硼酸供水功能。

5.总结

在功率运行时VVER100机组乏池的液位不能偏离技术规格书中的要求，乏池冷却系统及乏池本体的正常运行功能应得到足够关注。本文通过对乏池液位下降分析，提出人员响应的建议，为VVER1000机组出现乏池液位下降提供可执行性方案。

参考文献：

杨涛、李青华、简海林、孙浈，核电乏燃料水泄漏维修技术发展研究［B］设备管理与维修2021（1）

王高鹏、李博、喻新利，乏燃料水池严重事故现象及管理策略研究［A］原子能科学技术第51卷第9期