方家山核電機組廢氣處理系統(tǒng)的運行控制優(yōu)化初探

高漢興

摘 要：核電機組廢氣處理系統(tǒng)直接關(guān)系到廢氣的排放，對核電機組廢氣處理系統(tǒng)的運行控制進行有效優(yōu)化，可以實現(xiàn)更好的遠程操作，有效地降低潛在的劑量輻射，滿足輻射防護最優(yōu)化的原則。本文介紹了方家山核電機組廢氣處理系統(tǒng)的工藝流程和運行方式，通過對該系統(tǒng)的技術(shù)特點的分析以及參考其它核電機組同類系統(tǒng)運行方式，提出了對現(xiàn)在廢氣處理系統(tǒng)運行控制方式的優(yōu)化可能。

關(guān)鍵詞：廢氣 就地控制 KSN 優(yōu)化

中圖分類號：TM623.8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0115-02

在方家山核電機組調(diào)試中，因廢氣處理系統(tǒng)就地控制柜9TEG0014AR無法按期到場，為了不耽誤系統(tǒng)調(diào)試工期，經(jīng)對系統(tǒng)資料分析判斷，確定了相關(guān)功能通過KSN上位機臨時控制的方案，完成了TEG系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的功能試驗。本文結(jié)合此次臨時控制方案的實施及應(yīng)用效果，參考秦山310MW機組、恰希瑪2號機組的廢氣處理系統(tǒng)遠程控制經(jīng)驗，通過對方家山廢氣處理系統(tǒng)（TEG）系統(tǒng)功能、運行方式等幾個方面的闡述，以期為以后TEG運行控制的優(yōu)化可行性提供參考。

1 廢氣處理系統(tǒng)概述

1.1 廢氣處理系統(tǒng)功能及流程

按照氣體廢物中的含氫量，廢氣處理系統(tǒng)分為含氫廢氣和含氧廢氣兩個子系統(tǒng)。

（1）含氫廢氣主要是由氫氣、氮氣和反應(yīng)堆冷卻劑中產(chǎn)生的放射性惰性氣體和碘等組成。

廢氣由核島疏水排氣系統(tǒng)（RPE）收集，并將氣體導(dǎo)入緩沖罐9TEG001BA的入口管道，在入口管道上旁接氧分析儀，以檢測含氫廢氣中的氧氣濃度。緩沖罐內(nèi)的氣體引至兩臺并聯(lián)的廢氣壓縮機（1TEG001CO和2TEG002CO）的入口，經(jīng)壓縮機壓縮后通過壓縮氣體冷卻器（1TEG001RF或2TEG002RF）以降低氣體溫度送至衰變箱，當(dāng)所含放射性核素含量已低于可接受的限值時，排至DVN系統(tǒng)。

（2）含氧廢氣主要為含有少量放射性碘及其同位素的空氣。

RPE總管收集的廢氣通過電加熱器降低含氧廢氣中的相對濕度，經(jīng)碘吸附器處理后由兩臺并聯(lián)的排氣風(fēng)機（1TEG001ZV和2TEG002ZV）排入DVN系統(tǒng)。

1.2 方家山廢氣處理系統(tǒng)的運行及控制

1.2.1 廢氣處理系統(tǒng)的運行

含氫廢氣子系統(tǒng)為間斷運行。正常運行時，廢氣壓縮機根據(jù)緩沖罐壓力的變化，自動進行啟動或停止運行。含氫廢氣排放時，由其中一個或兩個并聯(lián)安裝的氣動控制排放閥控制排放。

含氧廢氣子系統(tǒng)為連續(xù)運行，兩臺風(fēng)機互為備用，電加熱器維持含氧廢氣的濕度與其對應(yīng)的風(fēng)機一起運行。

1.2.2 廢氣處理系統(tǒng)的控制

廢氣處理系統(tǒng)（TEG）由就地控制盤和核輔助廠房三廢處理控制系統(tǒng)（KSN）控制系統(tǒng)控制，電站計算機和控制系統(tǒng)（KIC）上設(shè)有“TEG故障”報警顯示和控制含氫廢氣排放的緊急停止選擇開關(guān)。

在KSN系統(tǒng)的操縱員站只能監(jiān)視TEG系統(tǒng)的運行狀態(tài)和報警功能。

2 廢氣處理系統(tǒng)運行控制優(yōu)化可行性分析

2.1 廢氣處理系統(tǒng)運行控制優(yōu)化誘因

如KSN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1，在KSN操作員站，廢液處理系統(tǒng)（TEU），硼回收系統(tǒng)（TEP）均可通過操縱員站實現(xiàn)遠程控制，而廢氣處理系統(tǒng)的含氫、含氧子系統(tǒng)可以完成監(jiān)控功能，但不能進行設(shè)備控制，這給運行人員帶來很大的不便。

2.2 TEG運行控制優(yōu)化方案

TEG就地設(shè)置的儀控參數(shù)通過就地控制柜9TEG001AR轉(zhuǎn)接（功能1）傳送至KSN機柜執(zhí)行信號處理，經(jīng)KSN處理后的信號再傳至9TEG001AR執(zhí)行相應(yīng)的參數(shù)顯示、報警信號指示及操作命令（功能2），完成相應(yīng)系統(tǒng)就地運行操作。

在KSN上位機可以實現(xiàn)就地控制柜9TEG001AR相關(guān)控制及顯示功能，主要涉及以下3個方面。

其一，需加端接箱將設(shè)計中經(jīng)9TEG001AR柜內(nèi)端接的現(xiàn)場信號量排送到KSN相關(guān)機柜1KSN902AR、2KSN902AR、9KSN904AR實現(xiàn)對接。

其二，9TEG001AR就地盤柜上的報警指示、切換開關(guān)、信號指示、工藝流程監(jiān)控等，需在KSN上位機新增兩幅工藝畫面實現(xiàn)。

其三，為防止在現(xiàn)場信號端接時引入誤發(fā)信號，需在KSN機柜內(nèi)做好安措，在端接完成并校驗正常后再恢復(fù)安措。

上述問題通過“廢氣處理系統(tǒng)手冊11.5章”資料、參考M310同類電站就地控制盤柜控制方式以及協(xié)同KSN供貨承包商技術(shù)人員可以解決。

2.3 TEG運行控制優(yōu)化方案實施

按照3.2所述TEG優(yōu)化方案，9TEG01AR相關(guān)的27個現(xiàn)場信號量在KSN機柜上端接，同時根據(jù)9TEG001AR的盤面布置圖，在KSN上建立了兩幅TEG遠程控制畫面。

通過該臨時控制方案，完成了TEG系統(tǒng)相關(guān)預(yù)試驗。經(jīng)使用驗證，TEG系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備啟停操作、信號報警等功能均能通過KSN操縱員站便捷、正常的實現(xiàn)。

3 TEG系統(tǒng)運行控制優(yōu)化的良好反饋

3.1 優(yōu)化TEG控制方式可以提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和設(shè)備安全性

TEG含氫子系統(tǒng)屬熱備用，間斷運行。在廢氣的接收和壓縮輸送通過廢氣緩沖罐壓力變化聯(lián)鎖兩臺隔膜式壓縮機（1TEG001CO，2TEG002CO）自動啟停運行，以現(xiàn)在TEG 控制方式，KSN的TEG工藝畫面能監(jiān)視壓縮機運行狀態(tài)。

但是，壓縮機發(fā)生聯(lián)鎖失效故障或緩沖罐“壓力高高”、“壓力低低”信號發(fā)出報警時，壓縮機不會自動停運，需由運行人員手動停止。

如果運行人員不在9TEG001AR控制柜現(xiàn)場或通過KSN遠程監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常再至現(xiàn)場干預(yù)，可能導(dǎo)致壓縮機膜片破裂故障，而經(jīng)過優(yōu)化的廢氣系統(tǒng)KSN遠程控制方式，則可發(fā)揮DCS控制系統(tǒng)實時、準確、快速的特點，及時響應(yīng)，避免相關(guān)風(fēng)險。

3.2 優(yōu)化TEG控制方式可經(jīng)DCS軟硬件資源完善系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性

例如，在KSN上初版TEG工藝畫面上并沒有體現(xiàn)1TEG001ZV，2TEG002ZV的對應(yīng)出口閥1TEG055VA，2TEG056VA，在系統(tǒng)運行中，兩個閥門的狀態(tài)直接關(guān)系到對應(yīng)設(shè)備的正常運行，所以，通過與儀控支持人員交流，增加了1TEG055VA，2TEG056VA的狀態(tài)顯示。

由此可見，通過DCS軟硬件資源可以便捷，快速地完成系統(tǒng)運行生產(chǎn)中反饋的各類技術(shù)變更。

3.3 優(yōu)化TEG控制方式可以實現(xiàn)操作人員輻射防護最優(yōu)化

從廠房布置來看，9TEG001AR就地控制箱距離高放含氫廢氣收集和排放管線、廢氣衰變箱均較近，而在執(zhí)行如廢氣排放之類的操作時，運行人員需長時間在9TEG001AR上調(diào)節(jié)排放流量，存在增加的劑量輻射水平的可能。通過廢氣系統(tǒng)控制方式的優(yōu)化，廢氣系統(tǒng)很多運行操作都在遠程KSN操縱員站完成，降低潛在的劑量輻射，滿足輻射防護最優(yōu)化原則。

4 結(jié)語

在RCC-P中TEG系統(tǒng)控制原則沒有明確的要求，對比秦山310MW機組及恰?，?#機組，雖機組堆型不同，但廢氣處理系統(tǒng)的功能、流程及設(shè)備功能基本一致，其廢氣處理遠程控制已是成熟的運行方式，方家山廢氣處理系統(tǒng)由就地控制優(yōu)化為遠程KSN控制，從技術(shù)上分析是可行的，當(dāng)然，改變系統(tǒng)的控制方式，還需各方專家更詳盡的技術(shù)論證。

參考文獻

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