劉天澤 納紅衛(wèi) 段黎明 李明 牟軍杰

摘 要：化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）是AP1000堆型的重要系統(tǒng)，控制反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）水質(zhì)、硼濃度和水裝量。CVS系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)投運(yùn)的先決條件，也是一回路冷試、熱試等重要里程碑的重要支持系統(tǒng)。文章結(jié)合海陽核電二號(hào)機(jī)CVS系統(tǒng)調(diào)試實(shí)踐，對(duì)調(diào)試期間的創(chuàng)新點(diǎn)和一些問題進(jìn)行總結(jié)，以期對(duì)后續(xù)項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：AP1000；化學(xué)與容積控制系統(tǒng)；CVS

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）11-0011-02

Abstract： The chemical and volume control system（CVS） is an important system of AP1000 reactor type， which controls the water quality， boron concentration and water volume of the reactor coolant system. The debugging of CVS system is the precondition of system operation， and it is also an important support system which is an important milestone such as cold test， hot test and so on. Based on the commissioning practice of Haiyang Nuclear Power No.2 CVS system， this paper summarizes the innovation points and some problems during the commissioning period， in order to provide a reference for future projects.

Keywords： AP1000； chemical and volume control system； CVS

1 概述

AP1000化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）的主要功能是對(duì)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）進(jìn)行化學(xué)控制和容積控制功能。根據(jù)具體功能不同，可以劃分為四個(gè)子功能單元，分別為凈化子系統(tǒng)、補(bǔ)水子系統(tǒng)、硼酸子系統(tǒng)，加氫加鋅子系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)調(diào)試過程經(jīng)驗(yàn)反饋

CVS系統(tǒng)是AP1000核島的主要系統(tǒng)之一，其調(diào)試邏輯較為復(fù)雜，一方面與各主要系統(tǒng)接口復(fù)雜，另一方面在核島調(diào)試的主要里程碑中也起到重要的支持作用。此外，根據(jù)依托項(xiàng)目調(diào)試過程中暴露出的各種設(shè)備問題，需要充分梳理各項(xiàng)采購、設(shè)計(jì)、建安問題處理對(duì)調(diào)試的影響和邏輯。下面按照三個(gè)階段分別介紹。

2.1 燃料進(jìn)場(chǎng)里程碑/聯(lián)合沖洗里程碑調(diào)試邏輯及計(jì)劃管理

由于AP1000采用干式存儲(chǔ)方法將新燃料存儲(chǔ)于乏燃料池內(nèi)部，必須在燃料進(jìn)場(chǎng)前完成所有燃料相關(guān)系統(tǒng)的調(diào)試工作。除FHS燃料操作系統(tǒng)外，還涉及到SFS、CVS，RNS，PCS、FPS等以乏燃料池為核心的多個(gè)流體系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。聯(lián)合沖洗里程碑的目的是采用多種方式完成一回路相關(guān)系統(tǒng)清潔，建立一回路清潔度，為后續(xù)流道試驗(yàn)和一回路水壓試驗(yàn)建立先決條件。主要涉及到RCS、PXS、CVS、RNS、SFS等主要一回路系統(tǒng)。這兩個(gè)里程碑聯(lián)系非常緊密。一方面兩個(gè)里程碑之間的系統(tǒng)存在一定的交叉，另一方面所處的階段都是在系統(tǒng)移交前期。由于這兩大里程碑所處時(shí)段基本相同，所以將兩大里程碑結(jié)合考慮，推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)建安，調(diào)試進(jìn)度。為滿足現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試?yán)锍瘫?jié)點(diǎn)要求，首先根據(jù)最終調(diào)試目標(biāo)倒推，逐項(xiàng)識(shí)別內(nèi)部、外部制約因素，優(yōu)化梳理調(diào)試順序和調(diào)試邏輯，明確各專業(yè)各部門的調(diào)試工期，設(shè)立小節(jié)點(diǎn)控制，協(xié)調(diào)各項(xiàng)資源確保計(jì)劃順利進(jìn)行，以下以CVS-02包（補(bǔ)水子系統(tǒng)）調(diào)試為例進(jìn)行闡述。

圖1為燃料進(jìn)場(chǎng)里程碑中CVS-02包（補(bǔ)水子系統(tǒng)）的調(diào)試工作邏輯。最終目標(biāo)為完成CVS與乏池相關(guān)的流道試驗(yàn)。主要控制節(jié)點(diǎn)為啟泵條件的建立，將建立啟泵條件進(jìn)一步細(xì)分，可分為機(jī)電儀調(diào)試、上游水源建立、流道封閉等。從圖中可以看出，電氣單體試驗(yàn)，維修解軸連軸以及可能的轉(zhuǎn)向?yàn)橹麝P(guān)鍵路徑工作。為保證最終目標(biāo)按期實(shí)現(xiàn)，需優(yōu)先協(xié)調(diào)資源確保主關(guān)鍵路徑的工作按計(jì)劃執(zhí)行。在保證主關(guān)鍵路徑的按時(shí)完成的同時(shí)，也需要防止次關(guān)鍵路徑或非關(guān)鍵路徑存在意料之外的制約而上升為主關(guān)鍵路徑。在實(shí)際調(diào)試過程中，制約因素通常是逐漸暴露出來的，所以為防止影響主關(guān)鍵路徑，對(duì)非關(guān)鍵路徑上的工作也要給予足夠的關(guān)注。

通過編制調(diào)試邏輯圖，一方面可以明確關(guān)鍵路徑工作，將資源重點(diǎn)向主關(guān)鍵路徑和次關(guān)鍵路徑傾斜，可以推動(dòng)甚至提前計(jì)劃的完成。另外，通過此路徑圖可以明確需外部配合工作階段及責(zé)任。再次，對(duì)于非關(guān)鍵路徑上的路徑，也需要盡量梳理齊全，防止遺漏事項(xiàng)對(duì)主線造成制約。在二號(hào)機(jī)調(diào)試實(shí)踐中，以調(diào)試邏輯圖的形式推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，取得了良好的效果，從系統(tǒng)移交到首次啟動(dòng)僅用時(shí)18天，相比一號(hào)機(jī)縮短一倍的工期。

2.2 系統(tǒng)設(shè)備/設(shè)計(jì)缺陷處理及單體調(diào)試一體化計(jì)劃

在一號(hào)機(jī)冷試熱試過程中，CVS系統(tǒng)暴露出大量的設(shè)備問題和設(shè)計(jì)問題。在二號(hào)機(jī)調(diào)試過程中必須要充分將調(diào)試邏輯、設(shè)備采購到貨時(shí)間，建安變更施工邏輯等因素結(jié)合考慮，同時(shí)考慮核島整體調(diào)試?yán)锍瘫男枨?，制訂系統(tǒng)一體化工作計(jì)劃。下面以CVS系統(tǒng)單體調(diào)試-預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)之間的邏輯圖（圖2）為例進(jìn)行說明。

為滿足系統(tǒng)預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)需求，從三個(gè)方面著手，第一是是對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備執(zhí)行單體試驗(yàn)、第二是設(shè)計(jì)變更及設(shè)備缺陷處理、第三是預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)的相關(guān)準(zhǔn)備。單體試驗(yàn)和設(shè)備缺陷處理存在較為復(fù)雜的邏輯關(guān)系，加上設(shè)備采購到貨時(shí)間的不確定性，給計(jì)劃的制訂造成很大難度。下面以各子系統(tǒng)為例分別進(jìn)行說明：凈化回路子系統(tǒng)的主要變更及缺陷有樹脂床泄漏更換、更換后的系統(tǒng)試壓、下泄流量計(jì)孔板設(shè)計(jì)變更、PV32閥門更換、PV33止回閥更換，CVS-V219到貨滯后等。包內(nèi)主要單體調(diào)試工作包括，氣動(dòng)閥調(diào)試、電動(dòng)閥調(diào)試、建安管路沖洗、手動(dòng)閥試驗(yàn)等。上述工作的核心工作是樹脂床回路試壓，建安試壓工作的主要先決條件為：系統(tǒng)封閉，包含正式設(shè)備回裝，臨措安裝，此外，為避免PV32安裝后重復(fù)試壓，將閥門回裝安排在試壓前執(zhí)行，另外需完成AOV調(diào)試，以滿足試壓時(shí)的閥門在線需求。試壓完成后，恢復(fù)剩余的正式設(shè)備，試壓臨措等。系統(tǒng)其他變更如PV33更換，流量元件更換等也安排在此窗口執(zhí)行。待系統(tǒng)全部恢復(fù)到設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行剩余AOV、MOV調(diào)試以及儀表調(diào)試工作，及具備預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)條件。另外，CVS-V219由于到貨時(shí)間過晚，導(dǎo)致氫氣相關(guān)工作相對(duì)滯后。

對(duì)于補(bǔ)水子系統(tǒng)，根據(jù)一號(hào)機(jī)經(jīng)驗(yàn)反饋，其主要設(shè)備均存在不同程度的缺陷。補(bǔ)水泵的墊片和機(jī)封根據(jù)廠家文件需要進(jìn)行更換和維修；CVS-V115為硼酸濃度調(diào)節(jié)閥，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)其定位器無輸出，需要更換；CVS-V157為補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)閥，一號(hào)機(jī)發(fā)現(xiàn)閥門閥芯設(shè)計(jì)存在缺陷，氣蝕較為嚴(yán)重，閥籠需更換為水力性能更好的結(jié)構(gòu)。

2.3 系統(tǒng)預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)邏輯

CVS-501預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)主要三大部分內(nèi)容：第一部分為單體試驗(yàn)驗(yàn)證，主要包括遠(yuǎn)程控制閥門試驗(yàn)和儀表試驗(yàn)；第二部分為流道試驗(yàn)，這部分又可分成三個(gè)小章節(jié)，第一章節(jié)是樹脂床相關(guān)流道試驗(yàn)，包括停堆凈化流道試驗(yàn)；第二章節(jié)是需要啟動(dòng)補(bǔ)水泵相關(guān)流道試驗(yàn)，其他則是系統(tǒng)內(nèi)部流道驗(yàn)證；第三部分邏輯試驗(yàn)，主要包括泵相關(guān)邏輯試驗(yàn)和閥門邏輯試驗(yàn)。按照上述分類，將CVS-501試驗(yàn)劃分為三條主線，如圖3所示：

在實(shí)際執(zhí)行過程中，結(jié)合機(jī)組整體調(diào)試主線計(jì)劃，優(yōu)先執(zhí)行CVS系統(tǒng)調(diào)試主線一：樹脂相關(guān)流道試驗(yàn)，優(yōu)先執(zhí)行無樹脂流道試驗(yàn)，然后填充樹脂，最后執(zhí)行停堆凈化流道試驗(yàn)。對(duì)于CVS調(diào)試主線二，主要針對(duì)CVS補(bǔ)水泵相關(guān)，由于CVS啟泵先決條件較多，結(jié)合核島整體調(diào)試計(jì)劃安排，將其放在高液位期間執(zhí)行。對(duì)于主線三，則在啟泵試驗(yàn)之后執(zhí)行，并同時(shí)執(zhí)行相關(guān)實(shí)體變更，如CVS-V113安裝方向調(diào)整，出口安全閥CVS-V160更換等。通過上述調(diào)試邏輯安排，CVS-501試驗(yàn)整體進(jìn)度較快，用一個(gè)月時(shí)間即完成程序的80%，完全滿足冷試?yán)锍瘫男枨蟆?/p>

3 結(jié)束語

海陽二號(hào)機(jī)CVS系統(tǒng)調(diào)試在一號(hào)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和嘗試，除上述計(jì)劃控制以外，還有以下兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，供后續(xù)AP1000項(xiàng)目參考：（1）文件準(zhǔn)備。501程序在程序編制過程中充分吸取依托項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，包括海陽一號(hào)機(jī)調(diào)試報(bào)告和三門二號(hào)機(jī)的調(diào)試程序。在編制過程中即充分考慮到程序的可執(zhí)行性。除此以外，還在幾個(gè)方面做出了合理嘗試，首先將部分熱試程序整合進(jìn)入冷試階段執(zhí)行，CVS雙泵試驗(yàn)由于不涉及任何熱態(tài)工況，將其放在冷態(tài)工況中驗(yàn)證，節(jié)省熱試工期。第二、通過合理拆分試驗(yàn)章節(jié)，每個(gè)三級(jí)標(biāo)題對(duì)應(yīng)某個(gè)具體功能的試驗(yàn)，確保子程序的獨(dú)立性和明確性，同時(shí)也便于程序的獨(dú)立執(zhí)行和修改。（2）邏輯優(yōu)化。將邏輯試驗(yàn)和流道試驗(yàn)區(qū)分開，邏輯試驗(yàn)完全通過軟件的方式進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)過程中不涉及任何系統(tǒng)的啟動(dòng)，節(jié)省人力和工期；對(duì)于流道試驗(yàn)由于需要各項(xiàng)先決條件較多，則需要窗口盡量一并執(zhí)行。集中力量在一個(gè)窗口推進(jìn)，效率較高。

本文結(jié)合海陽核電廠CVS系統(tǒng)一二號(hào)機(jī)調(diào)試實(shí)踐，對(duì)系統(tǒng)調(diào)試過程中的良好實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)反饋進(jìn)行總結(jié)，以期為后續(xù)項(xiàng)目提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.