秦山核電站安全殼壓力測量儀表改進方案

秦虎成

【摘 要】秦山第二核電廠1、2號機組已運行多年，在10年安全再審查中發現，安裝于殼內的ETY105MP儀表不能滿足殼內嚴重事故環境條件使用要求，這一問題將直接影響到嚴重事故條件下安全殼內壓力的測量，進而關系到事故后核電廠的安全。通過對ETY105MP的重新選型及安裝布置，可滿足此儀表在嚴重事故下對安全殼內壓力的測量要求。安全殼壓力測量改進屬于嚴重事故管理相關的重要改進，將對后期核電廠安全運行起到很大的作用。

【關鍵詞】安全殼內壓力；嚴重事故；改進

1、改造原因

安全殼內大氣監測系統（ETY）中的ETY105MP主要用于U5模式下安全殼壓力的測量，屬于嚴重事故必須使用儀表。在原設計中，該表安裝于核島安全殼內R710/R750房間，鑒定等級為K1。但由于在發生嚴重事故時殼內的環境條件要遠遠惡劣于儀表K1鑒定所采用的環境條件，因此，安裝于殼內的K1類變送器ETY105MP不能滿足殼內嚴重事故環境條件下的使用要求。

鑒于上述情況，并綜合考慮當前市場上儀表鑒定現狀，以及殼內外的嚴重事故環境條件要求，同時，考慮到安全殼內外壓力差才是分析判斷安全殼是否能保證完好的重要參數，所以我們選擇使用差壓變送器來進行測量。所以，將ETY105MP修改為殼外安裝儀表。

同時在選型上選用可滿足儀表所在安裝位置處嚴重事故環境條件要求的儀表。

通過該項改進，可實現嚴重事故條件下對安全殼內壓力測量的監測。

2、改進方案

針對上述改進背景，將ETY105MP測量儀表的安裝位置由安全殼內挪至安全殼外。因秦山為在運行電站，為了保持安全殼的完整性，我們欲在殼外K廠房（K217/K257房間）的ETY系統小風量吹掃管道上增加了相應的儀表接口，并選用了合適的測量儀表選型。改進后選用差壓變送器，其一端通過風管測量安全殼內的壓力，另一端為殼外真實的事故環境下的大氣壓力，這樣得到差壓信號用來幫助分析判斷安全殼是否能夠保證完好，是否需要啟動U5裝置更加準確。

（1）改進前技術條件

ETY105MP安裝在R710/R750房間中；其測量范圍為0-1.4MPa，安全分級為1E 級，抗震類別為1 類，鑒定等級為K1 級。該測量信號為PAMS信號，除送往KIT 外，還送往后備盤指示儀和記錄儀進行顯示記錄。

電纜敷設路徑：

R710/R750→ZZZL513C→（KRG012AR）W609/W649→（KSC）L710/L750

技術方案描述

改進后，將ETY105MP從殼內安裝移至殼外安裝，布置于K217/K257房間，ETY004VA安全殼隔離閥與安全殼貫穿件之間的管線上，抗震1類，測量范圍為-0.1-1.1MPa。為保證該表能夠執行所需功能，儀表根閥及管道安全等級為安全2級，儀表等級為NC級，并可滿足其安裝位置處的嚴重事故環境條件。同時，測量通道應采用符合所在位置的環境條件要求的電纜。整個儀表測量通道可滿足嚴重事故后監測要求。該測量信號為PAMS信號，除送往KIT 外，還送往后備盤指示儀和記錄儀進行顯示記錄。

電纜敷設路徑：K217/K257房間→（KRG012AR）W609/W649→（KSC）L710/L750

3、影響分析

1）安全影響

安全殼壓力是嚴重事故管理中需要監測與測量的關鍵參數，是“控制安全殼狀態”嚴重事故導則（SAG）、“安全殼卸壓”與“控制安全殼負壓”嚴重威脅導則（SCG）的入口參數以及對相關策略的實施情況進行判斷的參數。同時安全殼壓力也是表征核電廠可控穩定狀態以及實施其他嚴重事故管理策略（如氫氣控制策略等）所需的參數。因此，ETY105MP需要能夠在整個嚴重事故管理期間穩定準確地完成對安全殼壓力的監測與測量功能。

2）抗震影響

儀表安裝于K217/K257房間，抗震1類。儀表引壓管、安裝支架、以及儀表本體均滿足其所在安裝位置的抗震要求。儀表對應的測量電纜通過抗震的電纜橋架進行敷設。本改進不對周圍設備的抗震帶來影響，同時不會對廠房已有的抗震應急通道帶來影響。

3）環境影響

由于不考慮該儀表所在房間發生喪失通風、管道破口等情況，因此其嚴重事故下熱工環境條件與正常運行溫度、壓力范圍一致。

正常運行情況下，儀表ETY105MP從核島安全殼R710/R750房間修改為殼外K廠房（K217/K257房間），其所在區域的輻射分區由橙區變為綠區，儀表的輻照環境條件降低。參考《2×600MW壓水堆核電廠核島系統設計建造規范》（GB/T 15761-1995）中給出的各類核素從燃料元件的釋放比例，在事故工況下，對儀表安裝房間內儀表ETY105MP處的劑量結果進行分析，其事故后儀表所處環境，在發生事故后15天，ETY105MP所在位置空氣中的總的吸收劑量約為84.5Gy，小于100Gy。

據了解國內外市場上現有的核級鑒定等級K3類變送器可耐受劑量為50KGy上下。按照上述分析，改進后儀表所處環境遠小于核級儀表的耐受劑量。

4）經濟影響

通過對國內外壓力變送器的了解，核級變送器與與非核級變送器的在價格存有相當大的差異，核級鑒定等級K1類變送器在價格上會是非核級鑒定等級為NC類變送器的10倍不止。可想而知，即使能夠選購滿足殼內嚴重事故的鑒定要求的儀表，價格也是不菲的。因此，選擇一臺安裝在殼外的符合測量要求的非核級儀表，在經濟方面有很大優勢。

5）使用壽命

因儀表安裝在殼外，可以避免儀表承受嚴重事故情況下安全殼內部惡劣的環境條件—高溫度、高濕度、酸、堿腐蝕，強劑量照射。所以，同一種材質的變送器在使用時間上安裝于殼外的儀表會遠遠大于殼內儀表。

6）后期維護

儀表安裝在安全殼外，儀表相關聯的儀表管線、儀表閥門、試驗接口、儀表電氣附件均在安全殼外進行布置。在后期的人員維護、維修及定期試驗上提供很大的便利性。

4、總結

儀表的正確選型在核電廠設計中至關重要。現階段，對于嚴重事故的研究還在進行中，隨著世界各國研究的不斷深入，我們會對嚴重事故有更加清晰地認識，形成共識的嚴重事故對策和設計準則。這樣，根據準確的嚴重事故下安全殼內的實際情況，設計出更加安全、經濟、合理的安全殼壓力檢測通道。

本文對安全殼壓力測量儀表ETY105MP的選型及安裝布置作出了改進分析。通過上述分析說明，安全殼外的環境條件是遠遠好于殼內，在儀表的采購方面擴大了范圍，節省了開支，在安裝及日后維護方面，更加安全便捷，并且大大延長了儀表使用壽命。因此，此次的改進是必要的、經濟的、有實效性的。

【參考文獻】

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