核电厂运行技术规格书现状初探

核电厂运行技术规格书现状初探

辽宁红沿河核电有限公司运行一处辽宁省116039

摘要:现如今,我国的科学技术发展十分迅速,随着核电技术的发展,核电厂运行技术规格书也在不断补充和完善。根据某基地核电机组技术规格书的现状,通过比较不同技术系列核电厂技术规格书的特点,并结合国内外相关的研究成果及发展形势,指出目前各机组技术规格书存在的主要问题,并为其以后的改进和发展给出了建议。

关键词:技术规格书;运行模式;运行限制条件;核电厂

引言

近几年来,核电作为一种清洁和高效的能源,是我国增加能源供应、优化能源结构及应对全球气候变化的重要选择。对于核电厂日常运行而言,需要一个总体指导文件即总纲,可以为运行工作人员提供全套、覆盖面广、最权威、能够反映核电厂技术设计要求、技术规程、及管理程序的指导文件,目的是防止发生导致核事故的不正常工况,即使发生核事故也能够将伤害降到最低,所以核电厂能否安全运行与是否认真执行运行技术规格书之间的关系十分密切。对于每一个核电厂而言,为了保证核电厂运行符合设计要求,核电厂营运单位必须制定运行规格技术规格书,这也是核安全的重要内容之一。

1概述

1.1技术规格书的内容

技术规格书有三大目的:一是实现核电厂的安全目标,即建立并保持对辐射危害的有效防御,保护厂区人员、公众和环境的安全;二是防止核电厂偏离正常运行,以及在偏离正常运行的情况下,防止预计运行事件升级为事故工况;三是保证正常运行期间或中等频率事件下实体屏障的完整性。例如,一旦发现偏离了技术规格书的某一要求(如某一参数超限、某一备用设备故障、某一定期试验未能如期进行等),且未能及时纠正或者获得国家核安全局对这项偏离的特许,则机组必须在技术规格书规定的后撤时间撤到规定的运行模式。

1.2保护阈值

触发主要保护系统和安全系统自动动作的整定值,以保证不达到安全限值。保护阈值包括:(1)触发反应堆紧急停堆的整定值;(2)反应堆紧急停堆保护系统的允许信号和连锁信号的整定值;(3)触发专设安全系统(如安注、安全壳喷淋、主蒸汽管道隔离、主给水隔离、辅助给水启动)的保护系统整定值;(4)限制一回路冷却剂系统和二回路系统压力的安全阀整定值。

1.3安全系统整定值

安全系统整定值是各种自动保护装置的触发点,这些保护装置用以触发防止超过安全限值和应付预计运行事件的保护动作。对于安全限值中的参数以及影响压力或温度瞬态的其他参数或参数组合,都要选定安全系统整定值;超过某些整定值将引起停堆以抑制瞬态,超过另一些整定值将导致其他自动动作以防止超越安全限值;还有一些安全系统整定值用于使专设安全系统投入运行,用来限制预计瞬态过程以防止超越安全限值,或减轻假想事故的后果。

2技术规格书的异同分析

2.1运行技术规格书的缺陷

技术规格书是随着核电的发展而不断补充完善的,如法国电力公司(EDF)的技术规格书,开始仅仅涉及满功率运行状态以及与满功率运行状态有关的保护系统和专设安全系统;之后增加了运行限制条件的内容,涵盖了认为需要可用的所有的系统和设备,以及不可用事件出现时的后备模式和后撤时间;在对事故后序列进行研究的基础上,增加了冷停堆状态以及事故规程可操作性方面的要求。但由于技术规格书拼凑形成的,或多或少存在着以下缺陷:(1)结构格式不合理,不太适合电厂运行人员的理解和应用;(2)编制的内容和要求缺乏明确一致的规则,因此技术规格书内容难免存在一些遗漏、多余和不协调,影响了机组运行的灵活性和可利用率,进而影响了电厂的安全运行和经济效益;(3)没有充分考虑运行经验,没有充分利用先进的设计方法和思想。

2.2需增补核安全相关系统设备的运行限制条件

例如乏燃料池的水温需要保持在一定的范围内,而乏燃料池冷却系统(含冷却泵和冷却器等设备)的功能就是将乏燃料池的热量传递给冷源(设备冷却水系统),从而带走乏燃料的衰变热;应急冷冻水系统主要给专设安全设施泵房的风机提供冷冻水,其中冷冻水输送泵还是安注或失电信号的带载程序需要启动的设备之一,为发挥专设安全功能起着重要作用;大气释放阀是余热排出系统投入之前的重要堆芯冷却手段,也是防止蒸汽发生器二次侧超压的重要设备,美国核管会(NRC)出版的标准技术规格书NUREG-1431中也有关于“大气排放阀”的运行限制条件。上述系统和设备都承担着一定的安全功能,但在技术规格书中并未有足够的运行限制条件,需要补充完善。

3运行技术规格书的改进

3.1改进技术规格书的格式

(1)制定标准的技术规格书NRC于1992年颁布了针对PWR和BWR核电厂的5份标准技术规格书。电厂在编写技术规格书时只要在同类型核电厂标准技术规格书的基础上完善不同点,而核安全当局也只需审查不同点即可,大大简化了技术规格书的编写和核安全审评的工作量。(2)美国和法国标准技术规格书都分为技术规格书要求和依据两个部分。这样划分既有利于理解和使用,也减少了核安全当局审评的工作量。

3.2精简技术规格书的内容

如果能在满足按照技术规格书的内容确定准则的前提下,删除技术规格书中不必要的内容,对于核电厂运行的机动性将是很有意义的。美国根据前面提到的NRC的4条准则,将传统的运行技术规格书内容精简了40%。

3.3应用概率风险评价(PRA)方法

传统的技术规格书是建立在确定论基础上的,在其改进和发展中,PRA方法的应用是一个显著特点,它在选择技术规格书内容、确定安全有关限值、优化纠正措施、合理制定监督计划和预防性维修大纲、提高电厂安全性、经济性和稳定性方面都起了相当大的作用。

结语

我国核电厂处于建设的高峰期,除了对前期设计需要重点考虑之外,运行技术规格书作为核电厂日常运行技术管理的总纲,无论是采用美国标准还是法国标准,核电厂都不能够仅仅是照搬硬套,而仅仅将其视之为重要技术参考而已。我国核电厂在前期设计、中间建设过程及后期实际运行中,都要在不断地从运行中随时发现问题并及时研究解决,以便进一步完善运行技术规格书,使之可以最大限度地指导核电厂的安全和可靠。尽管每个核电厂采用的运行技术规格书大同小异,其指导方向都是相同的。有些核电厂可能是采用美国标准,有些是采用法国标准,但这些都不是最重要的,对于核电厂来说应该充分结合自身的特点制定出符合所处地理环境、技术设计及人员配置等要求,因此每个核电厂自身在制定完运行技术规格书之后,要严格执行技术规范,这是核电厂安全运行的必要条件。

参考文献:

[1]国家核安全局.中华人民共和国核与辐射安全法规汇编[M].北京:法律出版社,2014.

[2]核电厂标准技术规格书(西屋核电厂),NUREG-1431[S].国家核安全局译,1992.

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