核電廠主控室不可用時運行操作與對策建議

□謝 川

一、核能發電廠主控制室的介紹

主控制室對核能發電廠起著監測、控制和運行的作用。主控制室可以通過操作員的一系列操作來使核能發電廠完成各種各樣的任務，是核電廠安全的保證。即使在一些突如其來的危險環境下，主控制室也能采取相應的措施使核電廠保持在一個穩定的狀態，避免核電廠發生危險事故。主控制室中的設備包括報警裝置、監測儀表、手動指令控制器、調節器控制指令設定裝置等。

主控制室內各項設備的自動化水平直接影響著核能發電廠的各項功能，因此對主控制室的技術要求也較為嚴格。對主控室的技術要求分為三大類：即主控制室所處的外界環境要求、對主控室的通信系統要求以及整個檢測系統的要求。

(一)主控制室所處的環境要求。在設計主控制室時應考慮到其所處的外界環境，模擬不同危險環境下的主控制室的情況。在一些危險環境下，核電廠可能會出現有毒有害物質泄漏的情況，而主控制室就可以在這些危險環境下保證室內工作人員不受有毒有害物質的危害，確保他們的人身安全。除此之外，核電廠的主控制室還應該具有防火、耐高溫、堅固減震、防飛射物等功能。主控制室內應該準備充足的水和食物，在室內開設空調，將主控室內的溫度控制在適宜的范圍之內。如果主控室內的隔音效果較差，噪聲較大，就會在一定程度上影響工作人員的正確判斷和操作，因此要在主控制室內安裝有隔離噪聲的設施。

(二)對主控室的通信系統和信息系統的要求。通信系統起著主控室與外界聯系的作用。即使核能發電廠的主控制室不可用時，通信系統也要保證正常運行，使操作員與外界能夠正常地、順利地交流。通訊系統分為控制室內的通信交流、控制室外的通信交流、控制室內外之間的相互交流、在突至危險情況下的與應急中心的通信聯系，以及網絡覆蓋面積等。

核能發電廠主控制室的信息系統包括警報裝置，數據的接收、采集和處理裝置。

在對可能影響包括由于正常運行條件的偏差或由于操作錯誤而引起的自動系統操作信號安全性的處理時，需要能夠有效地發送光或聲音來發送警告信號。可以使用不同顏色、閃光頻率和聲音大小來區分不同種類的信號，例如自動系統故障信號、指令信號與實際信號相矛盾時發送的信號等可以使用與通常條件偏差較大的信號，以此來表示事故的嚴重性。

(三)整個檢測系統的要求。核能發電廠主控制室的檢測系統應保證能夠在各種條件下盡快檢測出事故的發生，并將檢測結果以信號的形式反饋給工作人員。如果危險事故到來而檢測系統的靈敏程度較低，工作人員產生危險的可能性就會提高。

二、遠程停堆站的介紹

遠程停堆站由非安全級計算機工作站、安全級計算機工作站、常規控制盤組成。遠程停堆站主要使用堆芯內自然循環，配合蒸汽發生器來實現水源的供給，水源通過汽輪機旁路系統轉變為水蒸氣，水蒸氣經過一系列裝置轉換成剩余功率。除此之外，遠程停堆站還具有檢測反應堆冷卻劑容積、溫度、壓強的功能。

三、核電廠主控室不可用時的工作情況

在核電廠主控制室不能居留的情況下，工作情況可能會出現由反應堆效率運行模式至反應堆完全卸料模式的轉變。當核電廠主控室不可用時，其機組的運轉操作應該包含機組全部的運行情況，這是由于對主控室的計劃維修應該在反應堆完全卸料的過程中完成。

關于核電廠主控制室的設計準則，我國和國際上都有比較明確和科學的法律規定。在設計核能發電廠主控制室時就要遵循這些法律規定與準則。除此之外，核能發電廠主控室的設計首先要考慮其安全程度，其次要考慮成本，即在經濟性能較好的前提之下提高主控制室的安全性能。明確指出遠程停堆站不考慮主控制室不用的情況發生其他獨立事故，特別不考慮又發生要求使用專門設置安全設施的事故。從核能發電廠的安全角度出發，遠程停堆站應該能夠保證核能發電廠穩定運轉以及在危險事故發生狀態下將機組后撤并且把停堆控制在一個安全的范圍內。失去核電廠外電是反應堆自動停堆后的繼發事件而并不是獨立事件。主控室不可用時的運轉操作將核電廠外電疊加起來。

四、核電廠主控室不可用時的運行操作

(一)狀態導向法。狀態導向法事故規程是在美國三哩島核電站二號堆發生堆芯失水熔化和放射性物質外逸的重大事故發生后被提出的。這次的事故暴露出原有的EOP系統的局限性，因此提出來了更加先進更加全面的狀態導向事故規程。

狀態導向法的運行操作過程如下：在核電廠控制室突發事故后，遠程停堆站的工作人員和二回路的工作人員各司其職，兩種工作人員分別根據檢測診斷系統的引導收集信息系統傳遞過來的相關信息，收集完成后做出診斷，快速準確地分辨出目前核電廠主控室所處的事故種類，根據判斷的結果采取相應的措施：分析故障和設計基準事故規程、用于超設計基準事故的規程、用于極限運行工況的應急運行規程等。在狀態導向法運行時，應有工作人員對各個機器設備進行監督，確保其正常工作。

(二)停堆工作情況下主控室不可用時的運行操作。當各個機器設備沒有出現異常而停堆的情況發生時，核能發電廠主控制室出現不可用的情況。此時的機組正在處于停堆狀態，不會影響堆芯的反應，所以沒有必要再執行停堆操作。在停堆狀態下，機組此時已經處于比較安全穩定的狀態，不需要再采取其他措施，只需要把主控室的機組穩定在目前的運行狀態。

(三)未停堆工作情況下主控室不可用時的運行操作。當機組能夠處于正常狀態且未停堆的情況下核電廠主控室突然不可用，應該先控制反應堆反應性，對主控室執行手動停堆。確保工作人員不發生危險是主控室運行的主要目的之一，在未停堆且主控室不可用時要先將工作人員從核電廠主控室轉移到遠程停堆站，工作人員在遠程停堆站中執行一系列操作。工作人員在離開主控室之前可能會出現誤觸操作系統的情況，因此在發生未停堆且主控室不可用時要立即將主控室內的所有操作控制設備關機。當核電廠主控制室外發生比較嚴重的火災時，如果主控室內因煙霧過多而導致控制系統失靈，就要開啟主控室和遠程停堆站的通風換氣系統，使有害煙霧迅速排出。

五、核電廠主控室不可用時的對策建議

(一)對核電廠主控室內工作人員的有效建議。當核電廠主控室不可用的情況發生時，建議指定一名工作人員維持主控室和遠程停堆站的信號交流，主控室內的第二個工作人員手動設置停堆操作，接收并發出相關信號。第二個工作人員根據實際情況來終止各個反應堆冷卻劑泵的運行，關閉穩壓器的開關，把自動控制方式轉變為手動控制方式。為切斷機組之間的相互影響，工人人員還應該及時關閉兩個機組主控室之間的隔離門，同時快速關閉主蒸汽隔離門和主控室內網絡交流機的電源。在工作人員離開主控室之前還應再次檢查相關設備是否全部關閉。

(二)對遠程停堆站的有效建議。

1.將主控制室的操作轉移到遠程停堆站的操作，把主控室的信息系統轉移到遠程停堆站，方便工作人員與外界的信息交流。相關工作人員使用噴淋設備降低溫度使一回路的壓力穩定在一定的范圍內，同時使用化容系統的上充泵和下泄熱交換器使穩壓器的液體頁面處于一個使該系統功率為零的位置，以將主控室內的主泵的軸封注入流量保持在大約每小時兩立方米。

2.在危險事故發生之后應立即做出相關反應，利用硼酸泵達到硼化的目的。硼酸泵中含有大量的硼，當硼酸泵啟動以后，在硼酸泵在中的硼就會發生一系列的化學反應從而提高一回路中冷停堆的硼離子濃度。硼的含量提高有助于對主控制室系統實行隔離，以此來防止系統的錯誤操作。

3.定期檢查核能發電廠主控室內各個系統的完善程度，及時發現問題并解決。例如，主控室內的汽輪發電機正在關閉的正常表現為：主開關斷開、關閉出口斷路器和勵磁開關、發動機的轉速逐漸減慢、主要進氣和排氣門關閉、潤滑油泵開始泵出潤滑油等。如果汽輪發電機出現了異常表現，那么很可能汽輪發電機發生了故障，需要維修。

4.核能發電廠主控制室內應設有排氣降溫系統。當主控室內溫度過高則不利于室內的物質化學反應，也可能會造成主控室發電機燒毀、效率降低等。因此要將主控室內的溫度控制在一定的范圍內，及時給汽輪發電機降溫，使其正常運轉。

六、結語

本文從核電廠主控室不可用時的各種實際工作情況出發，主要分析了主控室不可用時的運行操作，為核電廠的管理與規劃提出了有效建議。這些運行操作和建議有助于保證工作人員的人身安全，并在一定程度上防止核電廠內的有害物質溢出，具有一定的參考價值。