秦山核电站安全壳压力测量仪表改进方案

【摘 要】秦山第二核电厂1、2号机组已运行多年，在10年安全再审查中发现，安裝于壳内的ETY105MP仪表不能满足壳内严重事故环境条件使用要求，这一问题将直接影响到严重事故条件下安全壳内压力的测量，进而关系到事故后核电厂的安全。通过对ETY105MP的重新选型及安装布置，可满足此仪表在严重事故下对安全壳内压力的测量要求。安全壳压力测量改进属于严重事故管理相关的重要改进，将对后期核电厂安全运行起到很大的作用。

【关键词】安全壳内压力；严重事故；改进

1、改造原因

安全壳内大气监测系统（ETY）中的ETY105MP主要用于U5模式下安全壳压力的测量，属于严重事故必须使用仪表。在原设计中，该表安装于核岛安全壳内R710/R750房间，鉴定等级为K1。但由于在发生严重事故时壳内的环境条件要远远恶劣于仪表K1鉴定所采用的环境条件，因此，安装于壳内的K1类变送器ETY105MP不能满足壳内严重事故环境条件下的使用要求。

鉴于上述情况，并综合考虑当前市场上仪表鉴定现状，以及壳内外的严重事故环境条件要求，同时，考虑到安全壳内外压力差才是分析判断安全壳是否能保证完好的重要参数，所以我们选择使用差压变送器来进行测量。所以，将ETY105MP修改为壳外安装仪表。

同时在选型上选用可满足仪表所在安装位置处严重事故环境条件要求的仪表。

通过该项改进，可实现严重事故条件下对安全壳内压力测量的监测。

2、改进方案

针对上述改进背景，将ETY105MP测量仪表的安装位置由安全壳内挪至安全壳外。因秦山为在运行电站，为了保持安全壳的完整性，我们欲在壳外K厂房（K217/K257房间）的ETY系统小风量吹扫管道上增加了相应的仪表接口，并选用了合适的测量仪表选型。改进后选用差压变送器，其一端通过风管测量安全壳内的压力，另一端为壳外真实的事故环境下的大气压力，这样得到差压信号用来帮助分析判断安全壳是否能够保证完好，是否需要启动U5装置更加准确。

（1）改进前技术条件

ETY105MP安装在R710/R750房间中；其测量范围为0-1.4MPa，安全分级为1E 级，抗震类别为1 类，鉴定等级为K1 级。该测量信号为PAMS信号，除送往KIT 外，还送往后备盘指示仪和记录仪进行显示记录。

电缆敷设路径：

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

技术方案描述

改进后，将ETY105MP从壳内安装移至壳外安装，布置于K217/K257房间，ETY004VA安全壳隔离阀与安全壳贯穿件之间的管线上，抗震1类，测量范围为-0.1-1.1MPa。为保证该表能够执行所需功能，仪表根阀及管道安全等级为安全2级，仪表等级为NC级，并可满足其安装位置处的严重事故环境条件。同时，测量通道应采用符合所在位置的环境条件要求的电缆。整个仪表测量通道可满足严重事故后监测要求。该测量信号为PAMS信号，除送往KIT 外，还送往后备盘指示仪和记录仪进行显示记录。

电缆敷设路径：K217/K257房间→（KRG012AR）W609/W649→（KSC）L710/L750

3、影响分析

1）安全影响

安全壳压力是严重事故管理中需要监测与测量的关键参数，是“控制安全壳状态”严重事故导则（SAG）、“安全壳卸压”与“控制安全壳负压”严重威胁导则（SCG）的入口参数以及对相关策略的实施情况进行判断的参数。同时安全壳压力也是表征核电厂可控稳定状态以及实施其他严重事故管理策略（如氢气控制策略等）所需的参数。因此，ETY105MP需要能够在整个严重事故管理期间稳定准确地完成对安全壳压力的监测与测量功能。

2）抗震影响

仪表安装于K217/K257房间，抗震1类。仪表引压管、安装支架、以及仪表本体均满足其所在安装位置的抗震要求。仪表对应的测量电缆通过抗震的电缆桥架进行敷设。本改进不对周围设备的抗震带来影响，同时不会对厂房已有的抗震应急通道带来影响。

3）环境影响

由于不考虑该仪表所在房间发生丧失通风、管道破口等情况，因此其严重事故下热工环境条件与正常运行温度、压力范围一致。

正常运行情况下，仪表ETY105MP从核岛安全壳R710/R750房间修改为壳外K厂房（K217/K257房间），其所在区域的辐射分区由橙区变为绿区，仪表的辐照环境条件降低。参考《2×600MW压水堆核电厂核岛系统设计建造规范》（GB/T 15761-1995）中给出的各类核素从燃料元件的释放比例，在事故工况下，对仪表安装房间内仪表ETY105MP处的剂量结果进行分析，其事故后仪表所处环境，在发生事故后15天，ETY105MP所在位置空气中的总的吸收剂量约为84.5Gy，小于100Gy。

据了解国内外市场上现有的核级鉴定等级K3类变送器可耐受剂量为50KGy上下。按照上述分析，改进后仪表所处环境远小于核级仪表的耐受剂量。

4）经济影响

通过对国内外压力变送器的了解，核级变送器与与非核级变送器的在价格存有相当大的差异，核级鉴定等级K1类变送器在价格上会是非核级鉴定等级为NC类变送器的10倍不止。可想而知，即使能够选购满足壳内严重事故的鉴定要求的仪表，价格也是不菲的。因此，选择一台安装在壳外的符合测量要求的非核级仪表，在经济方面有很大优势。

5）使用寿命

因仪表安装在壳外，可以避免仪表承受严重事故情况下安全壳内部恶劣的环境条件—高温度、高湿度、酸、碱腐蚀，强剂量照射。所以，同一种材质的变送器在使用时间上安装于壳外的仪表会远远大于壳内仪表。

6）后期维护

仪表安装在安全壳外，仪表相关联的仪表管线、仪表阀门、试验接口、仪表电气附件均在安全壳外进行布置。在后期的人员维护、维修及定期试验上提供很大的便利性。

4、总结

仪表的正确选型在核电厂设计中至关重要。现阶段，对于严重事故的研究还在进行中，随着世界各国研究的不断深入，我们会对严重事故有更加清晰地认识，形成共识的严重事故对策和设计准则。这样，根据准确的严重事故下安全壳内的实际情况，设计出更加安全、经济、合理的安全壳压力检测通道。

本文对安全壳压力测量仪表ETY105MP的选型及安装布置作出了改进分析。通过上述分析说明，安全壳外的环境条件是远远好于壳内，在仪表的采购方面扩大了范围，节省了开支，在安装及日后维护方面，更加安全便捷，并且大大延长了仪表使用寿命。因此，此次的改进是必要的、经济的、有实效性的。

【参考文献】

[1]《2×600MW压水堆核电厂核岛系统设计建造规范》（GB/T 15761-1995）

[2]《QN-5PSR-RCSR-10103 秦山第二核电厂1、2号机组首次定期安全审查-核动力厂设计要素-系统与屏障专题审查报告》.

[3]《RCC-E 压水堆核电站核岛电气设备设计和建造规则》（2005+1997）.

[4]《HAF0200（91） 核电厂设计安全规定》（IAEA50-C-D）.

[5]《GB/J54 低压配电装置及线路设计规范》.

[6]《RCC-M 压水堆核电站核岛机械设备设计和建造规则》.