張仕玉

摘 要：本文對核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故處理的運行過程進行了分析，針對事故處理過程中的難點、要點給出了建議措施，有助于運行操縱員清楚事故原理、謹慎操作，保證核電廠的安全、穩(wěn)定運行。

關鍵詞：蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂;SGTR;一回路應急補水

中圖分類號：TL353.13 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0049-02

Abstract： This paper analyzed the operation process of heat transfer tube rupture accident treatment of steam generator in nuclear power plant. Suggestions and measures were given for the difficulties and key points in the process of accident treatment， which would help operators to understand the accident principle， operate cautiously and ensure the safe and stable operation of nuclear power plant.

Keywords： steam generator tube rupture;SGTR;RCP emergency water

1 概述

蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂事故（SGTR）是指在蒸汽發(fā)生器中傳熱管發(fā)生雙端剪切斷裂的事故，與其他設計基準事故相比，SGTR事故具有復雜性和特殊性[1]。

①SGTR可能旁通安全殼。破損蒸汽發(fā)生器可能發(fā)生滿溢，造成二次側大氣釋放閥或安全閥打開時，可旁通安全殼，放射性物質直接排放在大氣中。

②SGTR發(fā)生頻率相對較高，自20世紀70年代以來已發(fā)生十余起SGTR事故。

2 核電廠SGTR事故運行處理策略

為了應對SGTR事故，核電廠編制了相關事故處理規(guī)程，本文以蒸汽發(fā)生器傳熱管大破口事故為例進行分析。

2.1 事故探測和診斷

為了盡早探測出SGTR事故和快速發(fā)現(xiàn)故障SG以便進行隔離，設置了3種探測手段，分別為：①SG排污（APG）放射性監(jiān)測;②主蒸汽系統(tǒng)（VVP）出口N16放射性探測;③凝汽器真空系統(tǒng)（CVI）放射性探測。

2.2 運行人員事故處理方案

當發(fā)生SGTR后，運行人員需要掌握防止放射性物質不可控的原則，按照事故規(guī)程進行正確的干預，使機組達到安全停堆狀態(tài)[2]。

①識別破損SG并將之隔離。

②用完好SG盡快冷卻一回路，以恢復過冷度，再利用穩(wěn)壓器噴淋降低一回路壓力，使之與已被隔離的破損SG的壓力相等，終止破口泄漏，達到受控狀態(tài)。

③根據(jù)一回路水裝量和過冷度等及時停止高壓安注泵，并切換至上充狀態(tài)。

④通過APG繼續(xù)使破損SG降壓，通過完好SG冷卻一回路，并使一回路降壓，直至達到余熱排出系統(tǒng)連接狀態(tài)，實現(xiàn)安全停堆。

2.3 事故處理過程中的問題和解決方案

在發(fā)生SGTR事故時，需要操縱員進行干預才能達到安全停堆狀態(tài)。在人為干預的過程中，可能會由于人員的失誤或其他問題造成事故惡化。

2.3.1 降壓太慢導致總泄漏量過大。減少一回路向二回路的泄漏，需要平衡一、二回路的壓力，要求在事故處理初期盡快降壓。如果降壓時操縱員為了維持反應堆在標準狀態(tài)限制內，會延遲達到壓力平衡的時間，導致一回路向二回路總泄漏增加，一回路水過度喪失。

實際上在泄漏終止前，操縱員應優(yōu)先考慮把RCP壓力降到破損SG的壓力，用正常噴淋和輔助噴淋給一回路降壓，并結合完好的SG以56℃/h的最大速度給一回路降溫（水位收縮也可使一回路降壓）。

2.3.2 一回路誤稀釋。為了減少一回路向二回路的泄漏，需要平衡一、二回路的壓力，但是如果操縱員降壓時使一回路壓力低于二回路，會使二回路純水進入一回路，導致堆芯誤稀釋。

操縱員在執(zhí)行規(guī)程的過程中，要特別注意壓力平衡并不是壓力完全相等，要時刻注意壓力的波動。降壓時需要將一回路壓力降到RCP壓力

2.3.3 雙汽腔導致的震蕩和波動。在SGTR事故的處理過程中，需要用APG給故障SG降壓時，由于故障SG中水為飽和的水和蒸汽，且與一回路聯(lián)通，相當于一回路的另外一個穩(wěn)壓器，即雙汽腔現(xiàn)象。

在排空故障SG時，當故障SG液位降低到U型管束時，因為一回路水比故障SG中水更冷，水位的每次降低都會將管束附近的蒸汽冷凝，故障SG壓力驟降，一、二回路壓差變大，泄漏增加，從而導致故障SG水位上升，重新淹沒U型管束，壓力上升，泄漏減少。這種情況不僅使降壓更加困難，還會導致一、二回路壓力和水位的重復震蕩、波動，所以必須采取一定的緩解措施來減少震蕩。①破裂SG的降壓通過APG排污實現(xiàn)，由于SG的窄量程范圍的下限約60mm處為SG的U型管束頂部，因此，在窄量程范圍內加大APG排污，可加快降壓速率。②當離開窄量程下限時，必須減小排污流量，管束裸露時，蒸汽冷凝導致故障SG壓力加速下降，調節(jié)排污速率使降壓速率保持在1.5MPa/h。③在離開窄量程時，需要對一回路快速降壓，可減少泄漏，避免二回路蒸汽閃蒸后壓力恢復到水位下降前的水平，但是需要注意一回路壓力不能低于二回路壓力，建議保持在低于一回路0.2MPa。

2.3.4 故障SG的主蒸汽安全閥卡開。SGTR發(fā)生后，需要利用APG排污流量控制故障SG的壓力和水位，一旦控制不力，會導致VVP安全閥開啟，相當于SG二次側出現(xiàn)破口。由于一回路水從故障SG中排出，在換料水箱水用完之后，安全殼地坑中并沒有水，這將導致低壓安注泵損壞，從而喪失安注功能。若安全閥卡開，需要操縱員采取有效的措施。

①若出現(xiàn)主蒸汽安全閥卡開，但是安注泵沒有失效前，可根據(jù)U1規(guī)程實現(xiàn)一回路的降溫降壓，盡早平衡一、二回路的壓力，避免冷卻劑的喪失，保證堆芯安全。

②若出現(xiàn)主蒸汽安全閥卡開，安注泵失效，可采用一回路應急補水進行處理。

③通過安注和安噴相連的H4管線上的臨時補水管線，將移動式泵組連接到臨時接管，利用安注、安噴管線從換料水箱或其他臨時水源取水，通過臨時泵加壓將水打入一回路，實現(xiàn)一回路補水。

④若PTR水箱可用，則通過PTR水箱向一回路補水，當PTR水箱內水耗盡時，通過消防車從其他水源進行取水，再打入PTR水箱;若PTR水箱不可用時，可用消防車在各補水源取水，固定一臺消防車在臨時補水接管處充當臨時水箱，通過臨時泵直接向一回路注水。

3 結論

核電廠在設計上采用了較為先進的探測方式，編制了較為完善的事故處理規(guī)程，通過操縱員規(guī)范地執(zhí)行事故規(guī)程，采取相應的處理措施，能夠保證機組的安全。但是，由于M310堆型的局限性，在處理SGTR事故時，需要操縱員進行主動干預才能使機組達到安全狀態(tài)。本文通過深入闡述在該事故操作的難點，有助于操縱員清楚事故現(xiàn)象背后的物理原理、小心謹慎操作，保證能夠從容應對SGTR事故，提高駕馭機組的能力。

參考文獻：

[1]郭城.核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂事故運行管理[J].核動力工程，2013（2）：107-110.

[2]何曉強.蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂的運行規(guī)則（A3）B CFC[Z].中國核動力設計院，2010：11.