識別主熱凈化系統過濾器更換過程中風險分析及應對措施

尹訓利

（中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興314300）

1 主熱凈化系統簡介

1.1 主熱凈化系統流程簡介

秦三廠主熱傳輸凈化系統在正常運行工況下一直保持運行，其功能主要是過濾和凈化主熱傳輸系統冷卻劑；調節主熱傳輸系統的pH值在合適的范圍內（10.2～10.4），降低主熱傳輸系統管道的腐蝕和重水輻照分解，并為主熱傳輸壓力和裝量控制系統提供下泄回路。主熱傳輸凈化系統的凈化流來自1#主泵與3#主泵的出口，分別通過一臺再生熱交換器和一臺凈化冷卻器冷卻后，進入過濾器、離子交換柱與再生熱交換器的殼側回到主熱傳輸系統。

1.2 主熱凈化系統正常運行參數簡介

主熱傳輸凈化系統的凈化流來自1#主泵與3#主泵的出口，其正常運行的參數范圍如下：

過濾器壓差63335為17~200kPa

離子交換柱壓差63335 PT9 AX-362<520kPa

管道過濾器壓差63335 PT10 AI-1117<200kPa。

1.3 主熱凈化系統過濾器

秦三廠主熱傳輸凈化系統的過濾器有兩個，過濾器3335-FR1、FR2濾芯是原先設計由波紋紙板制造的，由于對于雜質等的每臺過濾器的截留顆粒大于5微米，在運行實踐中發現該型過濾器對于雜質的過濾效果不明顯，現在已經通過設計變更將2#過濾器濾芯改成0.1微米的玻璃纖維。主熱傳輸凈化系統的過濾器（3335-FR1、FR2）位于R/B-402房間內63495系統的分析儀旁邊。正常情況下一臺處于正常的投運狀態，一臺處于備用狀態。隨著機組的運行，雜質和破碎樹脂等在過濾器上沉積，引起過濾器的壓差增大，當壓差達到200 kPa時發出高壓差報警，此時需要過濾器切換到備用過濾器運行，然后根據規程對過濾器進行更換。

2 主熱凈化系統過濾器更換流程

主熱傳輸凈化系統需保持連續運行以保證主熱傳輸系統的雜質水平，PD值和離子水平在正常的范圍以內，主熱傳輸凈化系統的過濾器在濾網壓差超過200 kPa或者過濾器連續運行18個月以后需要進行更換。

3 主熱傳輸系統過濾器更換中的事件及原因分析

3.1 事例一

2017年3月，秦三廠二號機組在執行3335-FR2的更換操作，在執行3335-FR2的吹掃的過程中，由于3335-FR1疏水閥3335-V13存在內漏，導致在進行3 335-FR2吹掃時，介質從3335-V13處經過3335-V43進入38310系統，最終引起泄漏。在R014房間回收介質42.6 kg，3335-FR2更換工作沒能按計劃開展。其泄漏流程如圖1所示：

圖1 二號機組3335-FR2的更換操作流程

原因分析：

（1）運行規程存在不足。

98-33350-OM-001第4.2.3節“更換過濾器3335-FR2的濾芯”第2~7步對3335-FR2進行隔離并卸壓后，第8步對3335-FR2隔離邊界進行了驗證，但該程序缺少對3335-FR2吹掃邊界驗證的相關步驟。

該章節第11步疏水切換吹掃的條件為“3335-SG1或3381-SG12的水流停止后”，因為3335-SG1現場為水平布置，其底部殘余少量水時現場無法準確判斷是否疏水結束。

本次操作，一名現場值班員在11∶00左右檢查3381-SG12有小股水，匯報主控后因其他工作離開反應堆廠房。另一名現場值班員在現場監視3335-SG1，至11∶40檢查3335-SG1只有底部一攤水，未發現明顯水流跡象，判斷認為水流已停止，疏水結束。因程序缺陷，現場值班員B未確認3381-SG12狀態，隨后根據程序將3335-FR2疏水切換到吹掃狀態。

根本原因：

（2）2-3335-V13存在內漏，導致重水泄漏。

促成原因：

運行規程存在不足，沒有對過濾器吹掃回路的嚴密性進行驗證，以及判斷是否疏水干凈的方式不準確。

3.2 事例二

2017年4月，運行值在根據OM執行在3335-FR1疏水、吹掃時，3381-SG12始終有小股水流，懷疑3335-V9、V14可能存在內漏，為驗證3335-V9閥門是否存在內漏，現場關閉了3335-V7?，F場在關閉了3335-V7后，因3335-V9內漏，3335-V10關閉情況下，水從逆止閥3335-V11反向流經3335-V12，最終從氮氣系統減壓閥3353-PRV5處漏出。

原因分析：

因為風險分析不到位，沒有考慮到如果3335-V9確實存在內漏，在關閉3335-V7后，介質將積聚在3335-V7、V10上游，同時未考慮到逆止閥3335-V11在未承壓時存在逆止不嚴的情況,會引起泄漏。

根本原因：

3335-V9存在內漏，導致重水泄漏。

促成原因

本次事件中，運行人員對3353-PRV5如果下游重水管線壓力升高時可能導致3353-PRV5超壓漏水的風險認知不足，在規程中也沒有相應的風險提示信息。秦三廠的反應堆廠房氮氣系統設計工況的運行壓力是0.7 MPa，運行溫度是65℃。3353-PRV5調節壓為4.5~5.5psi（31~38kPa）其超壓保護0.69 MPa（100psi）。

4 主熱傳輸凈化系統更換過濾器中風險應對措施

4.1 增加管道上泄漏探測裝置

在系統的風管上加裝加bettle報警裝置。在過濾器的使用儀用壓空吹掃的過程中，如果出現隔離閥內漏，將會導致介質進入風管中。由于風管適用流體為空氣，所以水會在風管低處聚集，可以在風管的低處加裝bettle報警裝置，提供輔助的監視重水泄漏的監視手段。

4.2 主熱凈化系統過濾器重新選型及隔離閥門

通過選擇新型的主熱凈化系統過濾器，其使用壽命可以達到24個月，以此來保證主熱凈化系統過濾器的更換窗口和大修的窗口可以吻合。增加四個電動隔離閥介質泄漏的風險將會降低。對邊界隔離閥門重新選型，選擇密封性更好的閥門，減少系統的泄漏。

4.3 主熱凈化系統過濾器兩塊就地壓力指示表的變更

在過濾器的更換過程中，主熱凈化系統的兩塊就地壓力指示表系統的監視非常的重要，這兩塊就地壓力指示表用于確認過濾器濾芯的更換，壓力指示為0 kPa時，說明所隔離的過濾器已完全疏水。表計的量程換成電子式的壓力表上加裝小量程的壓力表用于指示壓力并且在壓力表前加裝隔離閥用于壓力表的投切，避免壓力表的損壞。

4.4 運行規程完善

在規程增加驗證吹掃回路嚴密性的操作步驟，增加關于3353-PRV5下游管線壓力高可能介質反充超壓漏水的風險說明和應對措施。

4.5 加強相關參數的監視

監視參數儲存箱液位，當由于閥門內漏導致凈化系統的介質泄漏時，可以通過監視收集箱的液位在吹掃以后是否存在明顯的拐點來監視凈化系統是否存在泄漏。如圖2所示。

圖2 主熱凈化系統過濾器吹掃期間收集箱的液位變化趨勢

4.6 對于邊界管道的溫度進行測量

在疏水的過程中，檢測邊界管道溫度。在使用氮氣吹掃的過程中，管道的溫度應該接近室溫。如果邊界隔離閥存在內漏，將會有約55℃的重水流到吹掃的管道中，如果泄漏量明顯將會加熱管道，邊界管道的溫度將會上升。

5 結語

因為過濾器的更換為在線更換，所以對于壓力邊界的密封要求更加嚴格，重水泄漏的風險增大。因為秦三廠大修周期變為24個月，導致過濾器更換的窗口和大修的窗口一般不能重合。通過優化規程，更換相關設備，加強對于參數的監視，加強對于邊界閥門存在內漏的風險分析，保證在更換過濾器的過程中泄漏的風險降到最小，如果出現泄漏第一時間可以識別并及時的恢復，減少介質損失和污染。