安全壳喷淋系统注药逻辑改进探讨

孙明臣

（中核福建福清核电有限公司350318）

摘要：安全壳喷淋系统是福清核电站机组专设安全设施之一。当安全壳内一回路或者二回路发生破口时，安全壳喷淋系统可以保持安全壳温度和压力在可承受的值，以保证安全壳的完整性，并在事故时可以降低安全壳内的气体裂变产物浓度，尤其是碘。本文通过分析福清核电站安全壳喷淋系统的动作逻辑，结合事故处理过程中存在的设计问题，提出福清安喷系统注药进行设计改进建议，有一定的借鉴意义。

关键词：安全壳喷淋；注药；设计改进

1前言

安全壳喷淋系统是福清核电站专设安全设施之一，它是在设计基准事故工况下唯一可排除热量的系统。当一回路破口、安全壳内蒸汽管道破裂或主给水管道破裂事故工况下使安全壳温度和压力保持在可承受的值，以保证安全壳的完整性。安全壳喷淋系统可以通过喷射器将NaOH溶液注入喷淋系统，带走在事故时散布在安全壳内的气体裂变产物，尤其是碘。

在有些工况下，如壳内蒸汽管道破裂时，并不需要NaOH溶液注入喷淋系统。在目前设计中，需要通过操纵员在5分钟内判断并终止安喷。但操纵员在严格按照事故规程进行事故处理时，终止安喷时已远远超过5分钟，造成不必要的NaOH溶液注入，对RX核岛厂房设备造成一定的影响。对此本文通过分析福清核电站安全壳喷淋系统的动作逻辑，结合事故处理过程，分析存在的设计问题。并借鉴田湾核电站、秦山二期扩建机组安全壳喷淋系统设计方案，提出福清安喷系统注药进行设计改进建议，并探讨设计改进的可行性。

2福清核电安全壳喷淋系统的介绍和动作逻辑

福清安全壳喷淋系统有两个系统，每列一个地坑、一台化学添加剂喷射器、一台热交换器、位于安全壳穹顶下不同高度的两个喷淋环管、一条安喷泵试验管线以及有关的阀门、管道、仪表等。两个系列共用部分为化学添加剂系统（主要设备为一个化学添加剂贮存箱和一台混合泵）、与换料水箱相连的化学添加剂喷射器试验管线、换料水箱。

福清核电站安喷系统动作逻辑如下：

当收到安全壳喷淋信号：①自动喷淋：ETY101MP、ETY102MP、ETY103MP、ETY104MP四块安全壳压力表中只要有两块测得压力大于0.24MP。②手动喷淋：紧急控制盘（ECP）同时按下RPA285TO和RPA286TO（A列）、RPB285TO和RPB286TO（B列）。

安全壳喷淋泵入口阀门EAS001VB和EAS002VB自动开启，两台安全壳喷淋泵EAS001PO和EAS002PO自动启动，泵的出口隔离阀门EAS007VB、EAS009VB、EAS008VB、EAS010VB自动开启。喷淋泵将换料水箱的硼酸沿着喷淋管线喷入安全壳20米大厅，降低安全壳的压力和温度。

收到安全壳喷淋信号以后，EAS126VR自动关闭，EAS125VR自动开启，延时5分钟之后，EAS145VREAS146VR自动开启，开始将化学试剂（NaOH）注入硼酸并喷向安全壳，抑制安全壳内放射性物质(碘)。当氢氧化钠药剂添加箱EAS001BA液位传感器001SN（A列）、002SN（B列）液位低信号时，EAS145VR、EAS146VR会自动关闭，停止注药。

3福清核电注药逻辑缺陷及执行事故规程遇到的问题

3.1安全壳喷淋系统逻辑存在的缺陷

按照设计逻辑，只要收到安全壳喷淋信号，按喷的相关阀门君子动动作，这些都是1E级信号强制执行。

但当安全壳内二回路破口时，安全壳喷淋系统也会启动，但此时并没有放射性物质释放，故喷淋液中无需添加NaOH溶液，但按照设计逻辑在信号触发后，如果在5分钟之内没有复位安喷信号，喷淋系统启动后仍然会注入NaOH。

因二回路破口注入的NaOH溶液会造成设备腐蚀。安全壳内清理工作以及系统、设备的性能鉴定工作，也会造成长时间处于停堆状态影响经济收益。

3.2处理事故时存在的问题

触发安全壳喷淋信号以后，化学试剂的注入会有5分钟的延时。当主控操纵员判定是二回路破口，可以在5分钟之内复位安喷信号，再关闭EAS145VR，146VR，从而避免NaOH的注入。

然而实际情况中，操纵员会执行响应的A0规程，然后根据条件走入A2.2。目前A2.2规程中没有提及关闭注药的步骤，只是对EAS信号进行复位。如果安喷信号已经持续了5分钟，复位安喷信号之后硼酸和化学药剂还是会喷射进入安全壳，直到化学药剂水箱出现液位低信号。

因此，按照现在的注药逻辑，并且遵照现有的事故规程，当出现二回路破口的安喷信号时，发生注药的概率是非常大的。

4福清注药逻辑的改进建议

根据安喷注药逻辑问题的分析，福清核电有必要对此进行改进。具体方案建议如下：

建议一：增加安全壳内放射性信号的连锁，避免当发生安全壳内二回路破口导致注药。

改进如下：再增加一块KRT仪表与KRT022MA和KRT023MA，进行三取二逻辑运算。当逻辑运算高时说明R厂房放射性高，连锁安喷信号触发注药。

建议二：建议福清核电也增加手动触发注药按钮。

可以在KIC上增加一个手动触发控制模块EASXXXKC，防止由于传感器或者逻辑处理出现故障而发生拒动。同时在KIC上增加一个选择控制模块，当安喷信号触发后操纵员需要手动触发注药时，可以进行选择触发或者不触发。也可以在紧急控制盘上增加该选择按钮。

5结论

福清核电安喷注药原先设计中并没有考虑安全壳内二回路破口不需要注药的问题，改进以后放射性信号可以判断是否是一回路破口，可以实现一回路破口时强制打开注药阀门，二回路破口时强制关闭注药阀门，降低了NaOH的误注入的风险。增加手动触发注药按钮之后，操纵员可以更加灵活方便地对注药操作进行干预，对机组有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]廖圣勇，《安全壳喷淋系统手册第6.2章》，中国核电工程有限公司，2011年1月

LiaoShengyong，《Containmentspraysystemmanualchapter6.2》，CNPE，2011-1

[2]王翠芸，《安全壳喷淋系统手册第2-5章》，中国核电工程有限公司，2009年8月

WangCuiyun《Containmentspraysystemmanualchapter2-5》，CNPE，2009-8