三门核电站CCS系统异常运行优化分析

三门核电站CCS系统异常运行优化分析
发表时间：2020-12-23T08:00:55.886Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第21期作者：石克[导读] 规程AOP-317（丧失设备冷却水系统）为报警响应规程，指导运行人员进行响应。

三门核电有限公司浙江省台州市 317109
摘要：设备冷却水系统在机组正常运行、停堆、换料阶段都有着重要的作用，本文主要介绍在机组丧失设备冷却水异常运行工况下，操作人员根据异常响应规程执行工作时面临的阀门操作问题，并提出合理可行的应对措施。

关键词：AP1000；设备冷却水；消防水
一、AOP-317异常运行规程优化分析
AP1000机组中RNS（正常余热排出系统）系统承担着重要的纵深防御功能。

当机组丧失设备冷却水或厂用水，可通过FPS（消防系统）系统为一台RNS系统热交换器和两台RNS泵提供备用冷却水源，以使得RNS运行，以满足RCS冷却、SFP冷却、IRWST冷却、IRWST注射任一冷却功能。

规程AOP-317（丧失设备冷却水系统）为报警响应规程，指导运行人员进行响应。

规程中需操作的阀门如下：安全壳供水管线壳外电动隔离阀、安全壳回水管线壳内/壳外电动隔离阀、高容冷冻机1A/1B设冷水出口气动隔离阀、主泵1A/1B/2A/2B变频器设冷水入口隔离阀、CCS波动箱出口隔离阀、至SFS/CVS/PSS用户设冷水入口阀、仪用空压机组A/B设冷水入口隔离阀、厂用空压机组A/B设冷水入口隔离阀、CCS泵A/B入口隔离阀、CCS热交换器A/B入口隔离阀。

总共19个阀门。

大部分阀门必须就地操作，阀门位置较为分散，分别分布在汽轮机厂房、附属厂房、第一跨，所需操作的一部分阀门位于高处，高度在3米至5米之间不等。

下面围绕这个问题的应对措施进行探讨。

二、规程阀门在线优化方案
通过对AOP-317（丧失设备冷却水系统）阀门在线分析可知，为了防止在FPS系统为RNS系统热交换器提供冷却水期间，消防水流向各个CCS（设备冷却水系统）系统用户，采用隔离CCS系统用户进出口隔离阀的方式，隔离CCS系统其他的用户，最终导致规程要求在线的阀门数量多。

根据现场布置与查询图纸可知，根据CCS系统供水母管支路走向分类，可将CCS系统用户分为：安全壳内用户、仪用/厂用空压机、VWS高容冷冻机A、VWS高容冷冻机B、主泵变频器以及辅助厂房用户。

如果能够将辅助厂房用户与其他用户单独隔离出来，将会减少对安全壳内用户、仪用/厂用空压机、VWS高容冷冻机1A/1B、主泵变频器的冷却水进出口隔离阀的操作，从而减少阀门操作的数量。

图1 CCS系统供水母管支路用户分布图
由于CCS系统供水母管去往辅助厂房支管的冷却水管路缺少隔离阀，导致无法单独隔离辅助厂房冷却水用户。

本文提出在辅助厂房冷却水管路上增加手动隔离阀、止回阀的改造方案，来解决阀门数量在线多的问题。

以下对增加手动隔离阀、止回阀的方案进行探讨。

三、增加隔离阀与止回阀
通过上述分析，在条件的允许的情况下，在辅助厂房CCS供水母管上增加手动隔离阀与止回阀，该方案能够保证CCS系统辅助厂房用户被可靠隔离，增加了一道隔离边界，在止回阀失效或者手动隔离阀内漏的情况下，均可以保证隔离效果，从而为备用冷却水源提供正确的流道。

可将原规程所需操作的阀门数量减少18个，仅需操作至SFS/CVS/PSS用户设冷水入口阀。

图2为在辅助厂房用户冷却水供水母管上增加手动隔离阀与止回阀示意图：
在机组需要FPS系统为RNS系统提供冷却水时，通过操作新增的辅助厂房CCS系统用户隔离阀，大大减少规程在线时间。

新增的阀门位于40503房间，与CCS-V309（FPS至CCS隔离阀）处于同一个房间，阀门操作人员无需去第一跨与汽轮机厂房执行阀门操作，减少人员行走路程和操作时间。

，通过节约规程执行的时间，能够保证RNS系统快速投入运行，保证机组的安全可靠性。

四、备用冷却水压力调节优化方案
在RNS系统热交换器丧失设备冷却水，FPS系统导出RNS系统热量，根据规程AOP-317（丧失设备冷却水系统），调节CCS-V309（FPS至CCS隔离阀）以使得冷却水流量、压力满足要求，FPS系统的最高运行压力为1.52MPa，RNS系统热交换器壳侧的设计压力为1.38MPa，必须通过控制CCS-V309开度以防止CCS-V302A（RNS热交换器A设冷水释放阀）和CCS-V302B（RNS热交换器B设冷水释放阀）动作开启。

由于主控室与就地都无法监测管道压力，无法准确调节CCS-V309，因此，本文提出在管道上装设就地压力表的方式，提高规程的可执行性，以下对这种方案进行详细探讨。

CCS-V966（FPS至CCS供水管线疏水阀）为疏水阀，该阀门位于CCS-V309下游，两个阀门都位于40503房间，CCS-V966使用频度低，可在CCS-V966下游装设一块就地压力表，将压力表引到CCS-V309附近，方便在调节CCS-V309开度的同时，关注管道内部的压力，以防止CCS-V309调节不当，导致CCS-V302A/B动作。

图3为在CCS-V966下游装设一块压力表的示意图：
该方案能够有效指导调节CCS-V309开启，满足管道内部压力控制，使得CCS-V309下游压力小于CCS-V302A/B安全阀整定值，能够有效避免CCS-V302A/B安全阀动作，推进规程有效有序进行。

五、结论
为简化AOP-317（丧失设备冷却水系统）规程执行步骤，在辅助厂房CCS供水母管上增加手动隔离阀与止回阀，能够有效减少阀门在线数量达18个，有效提升了AOP-317执行效率。

通过CCS-V966阀门下方装设就地仪表，可以满足管道压力调节的需求，为FPS系统投运提供了更好条件。