运行技术规格书培训.ppt
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1、运行技术规格书培训,赵皓年月,大修期间的核安全风险,针对核安全控制的三大功能,反应性控制、堆芯冷却和放射性物质的包容而言,在机组大修期间的核安全风险同功率运行相比一点也没有降低,相反通过概率风险评价(PSA)的分析研究表明,在大修期间的不安全因素和状态等对堆芯熔化的贡献占相当大的比例。下面从核安全控制的三大功能出发对大修期间存在的主要核安全风险作简单介绍:,反应性控制,就反应性控制而言,尽管大修时反应堆处于次临界状态,自持链式反应已经终止,然而在此阶段发生误稀释、意外临界的风险相当大。此时控制棒可能全部插入堆芯,控制误稀释的手段相对较少,而且反应堆处于次临界状态,不象功率运行时发现和探测到误稀
2、释那么容易,在功率运行时若发生误稀释,一回路平均温度马上会变化,用于一回路平均温度控制的D棒组立刻会有响应,而随后I会变化,对于这一系列变化容易被反应堆操纵员所发现和作出正确判断。,反应性控制,然而在次临界状态下,发现和探测到误稀释的手段相对也较少,只有通过源量程中子通量和一回路硼浓度的变化来发现可能的误稀释,而一旦发现的时间也较晚,而且在大修时系统和设备的状态多变,进行水传输的机会较多,操作频繁,发生人因失误的几率也大为增加,因此发生误稀释的几率也相对较大。,堆芯冷却,就堆芯的冷却而言,在大修期间尽管自持链式裂变反应已经终止,然而堆芯中有大量的剩余释热需要保证得到有效地导出,否则将聚集从而导
3、致燃料元件损坏。,放射性物质的包容,而对于放射性物质的包容而言,在大修期间,核安全三道屏障不一定完整,燃料组件可能在堆芯,也可能在核燃料厂房,而在燃料组件的装卸料的过程中,燃料组件损坏的可能性也较大,而作为第二道屏障的一回路压力边界也开启,第三道屏障安全壳也开启,所以一旦发生放射性物质泄漏,其中部分安全屏障可能不可用,其直接后果可能造成放射性物质直接向环境排放。在大修期间,由于大量核安全相关设备因为维修而退出运行,安全保障系统可能可用也可能不可用。在发生事故时,操纵员可以动用的对策手段也相对较少。,严格执行运行技术规格书的重要性,从上面的分析和描述可以清楚地知道在大修期间存在的主要核安全风险,
4、然而如何保证这些核安全风险能够得到有效地归避,确保大修期间的核安全作到万无一失,从而达到保护公众和保护环境的最终目的,是我们每一个持照人员都应该认真思考的问题。,严格执行运行技术规格书的重要性,由于换料大修过程反应堆要经历从功率运行到换料冷停堆以及再从换料冷停堆到功率运行的各个阶段和状态,系统和设备的状态多变。然而在每一个运行状态,保证核安全的三大功能和支持功能必须无条件得到满足,所以运行技术规格书对大修期间的每种标准状态都给出了明确的定义,而且详细的规定了在各种运行状态下为保证核安全三大功能(反应性控制、冷却、放射性物质的包容)的所有必须可用的设备和系统,严格遵守运行技术规格书是保证大修核安
5、全的首要前提。,严格执行DHP/SHP规程的重要性,而且正因为大修期间运行状态多变,为了保证运行技术规格书在大修期间能够得到很好地遵守,所以特别设置了两类状态控制规程,一类是静态状态控制规程(PT9SHP),它用于检查机组所在的大修状态的设备可用性满足核安全的要求,满足运行技术规格书对该状态下设备可用性的要求,只要运行状态处于该状态,运行值必须至少每班一次执行相应的静态控制规程,而且该规程由大修安全工程师独立验证执行。另一类是动态转换控制规程(PT9DHP),它是在运行状态转换之前,检查下一个状态所需的设备和系统满足运行技术规格书的要求。只有在相应的动态转换控制规程的条件得到满足之后,并且由大
6、修安全工程师进行独立验证签字同意之后,才允许进行运行状态的转换。,严格执行DHP/SHP规程的重要性,从以上分析和描述不难得出:严格执行和遵守DHP/SHP 规程的重要性是不言而喻的,在大修期间,严格执行和遵守了DHP/SHP 规程,运行技术规格书就能够得到了很好的遵守,否则,就可能偏离运行技术规格书的要求,核安全就无法得到保证。,维修冷停堆,什么是维修冷停堆?首先有必要理解维修冷停堆状态的定义,维修冷停堆是指一回路有开口(即一回路压力边界的完整性受到了破坏,例如稳压器人孔开启、压力容器排气管线开启等)且反应堆水池的水位低于19.3m(在反应堆换料水池和堆内构件储存池之间的水闸门就位时)或低于
7、15 m(在反应堆换料水池和堆内构件储存池之间的水闸门没有就位时)。在反应堆水池的水位高于19.3m(在反应堆换料水池和堆内构件储存池之间的水闸门就位时)或高于15 m(在反应堆换料水池和堆内构件储存池之间的水闸门没有就位时)的状态为换料冷停堆状态。对该定义必须清楚理解和掌握。,维修冷停堆,维修冷停堆又包括两种状态:维修冷停堆时反应堆冷却系统“小开口”:一回路的开口截面积小于稳压器人孔,也就是说稳压器排气管线开启,同时或者压力容器排气管线开启,同时或者一回路可视水位计在线以及一回路排水或者充水管线在线。维修冷停堆时反应堆冷却系统“大开口”:一回路的开口截面积大于或等于稳压器人孔,也就是稳压器人
8、孔开启、蒸汽发生器人孔(一次侧)开启或者压力容器顶盖已打开。在一回路小开口的情况下,迅速重新关闭它(30分钟之内)是可能的,因此能够重新使一回路加压,而当在一回路大开口的情况下,不可能迅速关闭它。,维修冷停堆,在实际工作过程中,若没有很好地理解维修冷停堆的定义,很容易造成偏离运行技术规格书,特别是在大修期间工作任务十分繁重的情况下。在一回路小开口之前(例如开启稳压器排气阀、进行目视水位计在线等)必须要求从正常冷停堆过渡到维修冷停堆的DHP合格签字之后才能进行同样在机组向上走的过程中,在一回路充水排气关闭最后关闭稳压器排气阀之前必须要求从维修冷停堆过渡到正常冷停堆的DHP合格签字之后才能进行,维
9、修冷停堆,为什么技术规格书规定当反应堆堆腔水位低于15米(无水闸时),或者在水位低于19.3米(有水闸门)时,换料冷停堆仍被视为维修冷停堆?为什么技术规格书规定在维修冷停堆工况要求LHSI和EAS A列必须可用?为什么运行技术规格书规定在维修冷停堆工况要求必须四路电源可用(两路外电源和两路内电源),而在换料冷停堆和正常冷停堆却没有这样要求?,维修冷停堆,反应堆处于这一模式,可在不卸出燃料组件的情况下,检修一回路的设备。维修冷停堆的主要风险 蒸汽发生器不可用(一回路小开口除外)堆芯余热导出只能通过其它需供电的设备来实现的 水装量较少,一回路可能在RRA运行最低水位,水的热惯性很少,失去冷却很快将
10、导致堆芯裸露 同样因为水装量少,发生误稀释时后果要严重得多,因为稀释得快RRA在低水位运行时,RRA泵汽蚀或者入口涡流的从而导致失去冷却的风险大,维修冷停堆,运行技术规格书规定:当主回路水位低于压力容器法兰面时,必须能够提供H3.2中所提到的措施。H3.2所提措施的配置要求下列设施可用:向主回路提供重力补水的连接:通过RIS系统从换料水箱补水,通过RRA系统从换料水箱补水,通过RRA系统从乏燃料水池补水;两个机组的RCV系统的连接,依据H3.2规程在主控室进行该连接的应用。当次临界30天后过渡到RRA低水位运行时,H3.2中的措施的实施要求9LKI配电盘和RIS011PO泵(其流量可排出余热)
11、可用,通过9LGIB 配电盘,9LGIB配电盘由相邻机组的LGD配电盘供电,正常冷停堆向维修冷停堆转换,对于反应性控制而言,由于在维修冷停堆时控制棒全部插入堆芯,要求一回路硼浓度大于等于2100ppm,防止误稀释的行政隔离TYPE-D实施,硼表投运且流量正常,硼浓度异常报警定值设为大于2050 ppm,两路源量程通道可用并投入运行,停堆通量高报警设定为当前实测中子通量水平(0)的两倍到三倍之间,即:20s30,所有的这些措施的主要目的都是保证防止并及早发现任何可能的误稀释。,正常冷停堆向维修冷停堆转换,对于堆芯冷却而言,在维修冷停堆工况必须保证两路独立的冷源的可用性,所以在保证全部RRA系统可
12、用的前提下,一回路能否迅速加压就是保证能够通过蒸汽发生器带走堆芯余热的一个前提条件,因此在稳压器人孔打开之前,必须保证至少一台蒸汽发生器可用(在停堆开始的前三天,要求两台蒸汽发生器可用),在稳压器人孔开启之后,要求PTR B列作为RRA的备用能够用于冷却堆芯。,正常冷停堆向维修冷停堆转换,对于放射性物质的包容而言,关于流体直接和反应堆厂房内空气或一回路接触安全壳贯穿件要求两个隔离阀可用或者其中一个已经关闭,对于其它贯穿件要求其中一个隔离阀可用。必须保证设备舱和重生物屏蔽门之一保持关闭,对于0m和8m气闸在两道门同时开启时必须保证其中一道门能够迅速关闭。,换料冷停堆,PT9SHP 001(燃料装
13、卸模式下的换料冷停堆)在进行燃料装卸模式下的换料冷停堆阶段,必须执行该规程以保证核安全,换料大修时,堆芯卸料和装料时都必须执行该规程。在堆芯装卸料时,首先反应堆必须处于换料冷停堆的标准状态,一回路已经卸压,一回路平均温度必须在10度到60度之间,为满足换料工作人员安全和辐射防护安全的需要,要求反应堆换料水池的水位必须大于19.3M。,换料冷停堆,对于反应性控制而言,为保证装卸料过程中的停堆深度,防止误稀释和堆芯意外临界和局部临界事件的发生,要求一回路硼浓度大于2100PPM,硼浓度异常的报警定值设定为大于或等于2050PPM,防止误稀释的行政隔离TYPE-D必须实施,硼表投入运行且流量正常,每
14、48小时必须手动取样分析硼浓度,为探测任何可能误稀释的2个源量程通道必须可用,而且源量程停堆通量高报警定值必须整定为当前实测中子通量水平(0)的两倍到三倍之间,即:20s30,如果出现一个源量程通道不可用,必须立即监测一回路硼浓度。当出现硼表不可用时,必须立即检查防止误稀释的行政隔离TYPE-D实施完好,并且每12小时必须手动取样分析硼浓度,当硼表和一个源量程通道同时不可用时,必须立即停止装卸料操作和停止反应堆上部堆内构件的起吊操作。,换料冷停堆,冷却功能而言,主要包括反应堆冷却剂平均温度的监测、一回路硼水补给、反应堆冷却剂水位的监测,以及堆芯余热导出和提供动力的电源,为保证安全,需要有两个不
15、同的监测手段、两路不同的硼水补给手段,两路电源和两路不同的冷源。,换料冷停堆,放射性物质的包容而言,在该状态下,由于第二道安全屏障(一回路边界已经打开)已经破坏,而对于第一道屏障燃料元件包壳也可能存在破损,甚至可能在装卸料的过程中因发生燃料装卸事故而损坏,所以在该状态下特别第三道屏障的完整性,对于传输与安全壳大气或RCP 系统直接接触的流体的安全壳贯穿件要求两个隔离阀可用或其中一个隔离阀关闭,对于其他贯穿件,要求两个隔离阀之一可用,设备闸门必须保持关闭,0米气闸门在内门开启时必须保持内、外门之间的连锁,而8米气闸门只有在安全壳内已经建立起负压,且气闸门两道门之一可以迅速关闭等条件充分满足时才允
16、许将内、外门之间的连锁解除,已方便人员的进出。,换料冷停堆,而用于探测第一道安全屏障完整性的RX/KX的两路KRT必须可用(其中KRT011/012MA用于监测RX厂房换料水池表面剂量率,KRT013/014MA以及用于监测KX厂房乏燃料水池表面剂量率),在出现其中任一一个探测器不可用时,必须立即停止装卸料操作,同时监测安全壳空气(EBA)的气体活度的探测器KRT041MA必须可用。对于PT 9SHP 001程序所规定的安全壳的密封性的要求必须无条件得到满足,否则一旦发生燃料装卸事故,放射性物质将直接排向环境,后果不堪设想。,关于停堆通量高报警,在维修冷停堆和换料冷停堆,控制棒全部插入堆芯,源
17、量程高通量紧急停堆保护功能实际上已经无效了稀释事故分析表明,只要停堆状态下高通量阈值的设定始终至多等于停堆状态下正常通量的3倍,那么在出现故障发生误稀释,反应堆重返临界前,操纵员就拥有足够的干预时间 所以必须根据技术规格书的要求按照当前实测中子通量水平(0)来及时调整停堆通量高报警信号。,关于主泵停运时防止误稀释,已经进行的反应性事故研究表明:在一回路主泵停运的运行工况下,如果有一体积为硼浓度非常低的水和/或以m3数量级的冷水进入一回路的话,反应堆堆芯的后果将非常严重。事实上,失去强迫循环和如果自然循环的流量不足够的话,这清水团和/或冷水借助于一些连接回路会在一回路中聚集,而当启动主泵时,这清
18、水团进入堆芯,将引起反应堆准瞬时重新临界。所以在主泵停运时,一定要将RCV泵吸入口切换到PTR001BA,在大亚湾和岭奥专门设置了防止误稀释的保护(ADP)。在二核,只能依靠操纵员按照相应的 EOP程序进行(DEC/I2.1/I2.2等),第三道屏障完整性,第三道屏障的组成:第三道密封屏障是当安全壳内发生冷却剂丧失事故后,防止裂变产物扩散,保护公众的最终屏障,它由下列部分组成:a)反应堆厂房或安全壳 反应堆厂房,是一种带有密封钢内衬的预应力混凝土建筑。b)构成安全壳延伸的某些管道 这些管道主要包括:二回路在安全壳内的部分,即:l 主蒸汽管道(VVP);l 蒸汽发生器正常给水(ARE)和辅助给水
19、(ASG)管道;l 蒸汽发生器与反应堆厂房贯穿件之间的排污与取样管线(二回路的APG,REN,SIR)。它们通过蒸汽发生器的外部环段以及管板和管束在安全壳内构成闭式回路。,第三道屏障完整性,c)安全壳隔离系统管道,包括所有的穿过第三道屏障的隔离执行机构本身(以及隔离机构之间的管段与通至贯穿件的管段),也即进入与穿出安全壳的各个回路,但不构成上述安全壳的延伸。d)其它:电气贯穿件;反应堆厂房与燃料厂房之间燃料传输管;人员进出气闸门(0米和8米人员闸门);设备舱。,第三道屏障完整性,安全壳隔离系统由位于贯穿第三道屏障的各个管线上的隔离装置组成。其总的设计原则如下:a)传输一回路冷却剂或直接与安全壳
20、内大气相连的回路(满足单一故障准则)每个一回路冷却剂压力边界的安全壳贯穿管线或直接与安全壳内大气相通的安全壳贯穿管线,在安全壳垂直方向上都装有两个隔离装置(一个在安全壳内,另一个在安全壳外),以确保双重密封屏障。其隔离是通过以下设施来实现的:或者通过一个处于上锁关闭状态的隔离阀;或者通过一个逆止阀(仅针对安全壳内侧);或者通过一个安全壳隔离保护时自动动作和主控室手动操作的隔离阀,第三道屏障完整性,例外情况有:由盲板隔离的贯穿件或确保在要求条件下的密封性的其他装置;安全壳地坑到安注泵和安全壳喷淋泵的再循环管线贯穿件,这两条管线均与安注回路和喷淋回路连接,每条再循环管线均有一个位于安全壳外侧的遥控
21、隔离阀。安全壳内侧没有自动隔离装置。安全壳外每一个隔离阀包裹在一个密闭的外套中,此外套还包裹着地坑与阀门之间的管段,如此构成了贯穿件的双层屏蔽专设安全系统RIS低安注压和EAS在通向地坑的再循环管线的贯穿件上只有一个隔离装置(安全壳外)。实际上,发生LOCA事故时,这两个系统是不可缺少的。为了提高其可靠性,每条线上只有一个电动阀。安全壳外的每个隔离阀包括从地坑到隔离阀的管段都包在一个密封套内,从而保证了贯穿件的双道密封。当阀体漏水或从地坑到隔离阀的管段有漏,地坑水仍被封在套内。ETY系统每一贯穿件有两个位于安全壳外的、相互串联的遥控隔离阀 主泵轴封注入管线贯穿件拥有一个位于安全壳内侧的逆止阀和
22、一个位于安全壳外侧(通常处于“打开”位置)的电动隔离阀。,第三道屏障完整性,b)安全壳的大气闭式回路 对于贯穿安全壳但不组成一回路压力边界,也不直接与安全壳大气相通的每条管道,在安全壳外设置有一隔离阀,这一隔离阀尽量靠近安全壳以确保贯穿件的双层屏蔽(安全壳内闭式回路,安全壳外设置隔离阀)。这一阀门是自动的,或者关闭上锁,或者可遥控操作。注:构成安全壳密封扩展边界的APG、ARE、ASG、REN二回路系统、SIR和VVP贯穿件不作为安全壳隔离系统的一部分。因此在维修停堆或换料停堆模式下,当蒸汽发生器二回路内侧与安全壳内大气相通时,应采取一些特殊的预防措施(如合格的临时装置等),第三道屏障完整性,
23、安全壳B类密封性试验包括0M气闸门、8M气闸门、设备舱、燃料运输通道和电气贯穿件的密封性试验。安全壳C类密封性试验也称为安全壳机械贯穿件密封性试验,主要是通过对安全壳机械贯穿隔离阀进行密封性试验来确认其密封性完好,进而确保安全壳的完整性。,运行技术规格书对第三道屏障的具体要求,运行技术规格书对第三道屏障的具体要求,对第三道屏障技术规范要求的理解,安全壳设计承受一回路管道或二回路蒸汽管道双端断裂事故过程中产生的机械应力、热应力和环境应力(就第三道屏障而言)设计基准事故(例如:一回路双端断裂)在发生失水事故或主蒸汽管破裂事故后的很短时间内,在安全壳喷淋系统还未投入运行前,安全壳内的压力将会达到一个
24、峰值。安全壳设计成能经受此峰值压力。此峰值压力取决于破口处的质能释放以及破裂前安全壳内的压力和温度条件。根据FSAR第十五章的计算假定,安全壳的初始压力为0.11MPa(绝对)。安全壳的设计压力为0.45MPa(绝对),对第三道屏障技术规范要求的理解,如果事故前安全壳内相对压力大于100mbar,设计基准事故发生后安全壳内压力可能超过设计值 正常运行工况,按保守策略,安全壳内的相对压力在40+60mbar之间,安全壳内的压力变化与运行时间有关,特别是与使用压缩空气的气动阀操作频度相关以及安全壳内压缩空气的泄漏有关。在安全壳压力在100mbar之前,运行技术规格书应该规定在60mbar到100m
25、bar之间时,应该尽快降低反应堆厂房的相对压力到可接受的范围内。,对第三道屏障技术规范要求的理解,为遵守单一故障准则,所有与安全壳内空气相通或可能相通的贯穿件都设置两道隔离装置。如果其中一道隔离装置在隔离信号发出时不关闭,则违背了单一故障准则。为保证事故工况下,最大安全壳泄漏率不超过每24小时0.3%个安全壳内总体积,必须定期检查安全壳密封性。通过在停机期间对安全壳及其贯穿件的定期试验保证这一检查。同时在机组运行状态,也可对安全壳密封性进行某些跟踪,对第三道屏障技术规范要求的理解,限值为10Nm3/h与前安全壳密封性(安全壳泄漏率不超过每24小时0.3%个安全壳内总体积)标准无关。10Nm3/
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