注冊(cè)核安全工程師-反應(yīng)堆案例（俞）

全國(guó)注冊(cè)核平安工程師培訓(xùn)

核平安案例分析第一章核反響堆工程俞爾俊2021年6月21日、7月5日北京重要的平安措施停堆信號(hào)2.平安系統(tǒng)3.儀表設(shè)備4.保護(hù)聯(lián)鎖案例1某實(shí)驗(yàn)反響堆實(shí)驗(yàn)元件熔化事故案例1參考答案：〔1〕操作規(guī)程的缺乏：在操作規(guī)程中應(yīng)明確回路流量是保證試驗(yàn)元件得到冷卻的關(guān)鍵，如發(fā)現(xiàn)流量偏高，首先應(yīng)觀察回路出口水溫及回路進(jìn)出口水溫差，是否有相應(yīng)的變化〔出口水溫降低，進(jìn)出口水溫差變小〕，確認(rèn)流量偏高后，才能降低試驗(yàn)回路流量?！?〕值班員不能閉鎖低流量停堆信號(hào)，閉鎖了此信號(hào)就失去了停堆保護(hù)，容易造成事故。〔3〕運(yùn)行方式上，為了降低電能消耗，將回路循環(huán)泵旁路閥關(guān)死，是出口閥調(diào)節(jié)過于靈敏，操作稍有不慎就容易發(fā)生事故。應(yīng)該設(shè)置旁路閥及主閥，用兩個(gè)閥門調(diào)節(jié)回路流量?！?〕回路流量表在平安上有重要的意義，應(yīng)有較高的可靠性，并應(yīng)重視定期檢查?！?〕值班員缺乏核平安、堆工及熱工水力知識(shí)。值班員應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，考試合格后才可上崗。案例2切爾諾貝利事故蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠具有冷卻劑正溫度反響性反響的缺點(diǎn)。一般壓水堆核電廠在停閉主汽門時(shí)，并不要求停堆，而對(duì)切爾諾貝利核電廠來說，要求把停閉主氣門作為一個(gè)停堆信號(hào)。在1986年4月26日切爾諾貝利核電廠準(zhǔn)備做一次汽輪機(jī)停車試驗(yàn)，為了在第一次試驗(yàn)不成功的情況下，可以立刻再作第二次試驗(yàn)，閉鎖了關(guān)閉主汽門時(shí)停堆的信號(hào)。問題：請(qǐng)分析說明，為什么切爾諾貝利核電廠需要有這個(gè)停堆信號(hào)，并說明閉鎖了這一停堆信號(hào)，對(duì)于切爾諾貝利事故的發(fā)生起了什么樣的作用。案例2參考答案：關(guān)閉主汽門，將使一回路向二回路的傳熱迅速下降，一回路系統(tǒng)升溫生壓。切爾諾貝利核電廠，在關(guān)閉了主氣門后，在正溫度反響的情況下，會(huì)使反響堆功率迅速提高，一回路系統(tǒng)升溫升壓劇烈，造成不可接受的后果。1986年實(shí)驗(yàn)時(shí)，極不恰當(dāng)?shù)赝Ａ诉@一信號(hào)，使試驗(yàn)時(shí)沒有控制棒下插來停閉反響堆，造成了巨大的災(zāi)難。如果汽輪機(jī)停車時(shí)能停閉反響堆，這一事故是可以防止的。案例3某核電廠全部喪失平安廠用水事件某核電廠在平安廠用水〔SEC〕系統(tǒng)鼓型濾網(wǎng)檢修工作后恢復(fù)在線的過程中，在一條暗渠進(jìn)口隔離閥沒有翻開的情況下，錯(cuò)誤地關(guān)閉了另外一個(gè)暗渠的閘板，導(dǎo)致SEC系統(tǒng)全部喪失，以至于進(jìn)入了對(duì)付超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況的H1.2規(guī)程。由于反響堆處于正常冷停堆狀態(tài)，事情沒有導(dǎo)致嚴(yán)重后果。檢修工作是委托分包商的工作人員完成的，事件后調(diào)查認(rèn)為，是分包商的檢修人員在沒有得到主控室指令的情況下擅自采取了行動(dòng)。問題：分析該事件，可以得到哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)？〔平安意識(shí)方面、工作安排方面及規(guī)程的指定〕。案例3參考答案：平安意識(shí)欠缺。SEC系統(tǒng)是事故工況下將核電廠的余熱排往最終熱阱的重要平安系統(tǒng)。應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，了解到如操作失誤，將發(fā)生嚴(yán)重后果，從而謹(jǐn)慎地操作。設(shè)備狀態(tài)的變更，必須與主控室溝通，操作要得到主控室指令。重要的工作應(yīng)由受過良好培訓(xùn)的人員進(jìn)行，一般應(yīng)由核電廠內(nèi)部人員進(jìn)行。如果委托給分包商進(jìn)行，核電廠工作人員也應(yīng)給予必要的監(jiān)督。應(yīng)制定必要的規(guī)程，具體工作應(yīng)根據(jù)工作單進(jìn)行。案例4美國(guó)BrownsFerry控制棒插入故障1980-6-28，沸水堆BROWNSFERRY3在一次手動(dòng)停堆時(shí)，185根控制棒中有76根未能全插入堆芯。幸而這事發(fā)生于35%額定功率運(yùn)行狀態(tài)，未發(fā)生危及平安的后果。BROWNSFERRY3控制棒是水力驅(qū)動(dòng)的。在停堆時(shí)，較高壓的水給與驅(qū)動(dòng)活塞的底部翻開停堆入口閥，在活塞之上翻開停堆出口閥，以釋放水與壓力，并使控制棒向上插入堆芯。由185套控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)排出的水收集于分割的兩個(gè)聯(lián)箱——稱之為停堆排放箱。停堆排放箱內(nèi)的水又經(jīng)過連接管持續(xù)地排至排放輔助箱。因此在正常情況下，停堆排放箱總是空的，隨時(shí)準(zhǔn)備接受控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)排放的水。檢查與分析說明，此次控制棒插入故障的發(fā)生，緣起于停堆排放箱與排放輔助箱之間的連接管中堵塞了異物。這使得停堆排放箱中的水未能及時(shí)排除，實(shí)施停堆時(shí)，驅(qū)動(dòng)活塞上面的壓力不能釋放，阻止了控制棒向上移動(dòng)。

問題：根據(jù)這一案例，為提高核平安水平，應(yīng)采取什么樣的措施?！?〕硬件上的改進(jìn)；〔2〕運(yùn)行程序上的改進(jìn)；〔3〕培訓(xùn)方面的改進(jìn)；〔4〕經(jīng)驗(yàn)反響上應(yīng)采取的措施。案例4參考答案1.對(duì)于此類BWR要求連續(xù)監(jiān)測(cè)停堆排放箱水位，把水位指示及報(bào)警信號(hào)送至主控室；2.應(yīng)加強(qiáng)注意防止異物進(jìn)入反響堆冷卻劑系統(tǒng)；對(duì)停堆系統(tǒng)的可用性作定期試驗(yàn)；3.對(duì)操縱員針對(duì)此類事件作專門培訓(xùn)；4.通知全部此類BWR照同樣要求執(zhí)行。案例5某核電廠硼稀釋事件某核電廠在堆芯裝入核燃料后，對(duì)主系統(tǒng)補(bǔ)水的過程中，操縱員誤將換料水箱2100ppm的硼水當(dāng)作硼酸制備系統(tǒng)7000ppm的硼水與清水混合，補(bǔ)入了主系統(tǒng)。造成了一起硼稀釋事件。幸而后從硼濃度表指示發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)停止了補(bǔ)水過程，事件沒有造成嚴(yán)重后果。事件后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于核電廠過于關(guān)心進(jìn)度，在大量系統(tǒng)尚未完成調(diào)試的情況下急忙裝料，導(dǎo)致許多系統(tǒng)尚未移交主控制室，使主控制室人員對(duì)核電廠整體狀態(tài)缺乏了解和控制，因而并不知道系統(tǒng)狀態(tài)已經(jīng)改變，補(bǔ)水用的硼酸補(bǔ)給泵已從硼酸制備系統(tǒng)切換到換料水箱，造成了過失。問題：從這一事件的發(fā)生應(yīng)吸取哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)？案例5參考答案：1.在管理工作中應(yīng)樹立“平安第一〞的思想，不能因趕生產(chǎn)進(jìn)度，而出現(xiàn)危及平安的情況；2.從信息溝通和反響的失誤，應(yīng)檢查工作規(guī)程和工作單制定上的缺乏；3.操縱員應(yīng)該有風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，對(duì)會(huì)產(chǎn)生硼稀釋事件的設(shè)備，重點(diǎn)予以核實(shí)。4.應(yīng)考慮主控制室儀表指示上的改進(jìn)，使系統(tǒng)切換時(shí)主控制室有所反映。案例6日本美濱核電廠二回路管道破裂事故2004年8月9日，日本美濱核電廠3號(hào)機(jī)組正在滿功率運(yùn)行，二回路凝結(jié)水系統(tǒng)碳鋼管道突然破裂，管道的大破口使得大流量的高溫水傾泄到汽輪機(jī)廠房，造成在此廠房?jī)?nèi)工作的4名工人死亡，7人被灼傷。事后的調(diào)查說明，該管道原始壁厚10mm，按設(shè)計(jì)工作壓力與溫度最低壁厚應(yīng)為4.7mm，但在破裂處管道最薄壁厚已經(jīng)減到1.4mm?！裁罏I3號(hào)自1976年12月投入運(yùn)行27年來沒有對(duì)該處壁厚檢測(cè)〕現(xiàn)已查明這種管道的減薄是由“流動(dòng)加速腐蝕〞造成，在二回路中，蒸汽與水不斷循環(huán)，蒸汽凝結(jié)成的濃度為零的水，溶解管道上的Fe3O4，在流動(dòng)中腐蝕管道，然后在蒸汽發(fā)生器內(nèi)蒸發(fā)過程中留在蒸汽發(fā)生器內(nèi)成為泥渣。問題：對(duì)于核電廠的設(shè)計(jì)與運(yùn)行，可以從這一事故中吸取哪些教訓(xùn)？案例6參考答案：1.這是一個(gè)機(jī)理已根本清楚的事故，但應(yīng)更深入研究，并從國(guó)際上取得經(jīng)驗(yàn)。查明影響腐蝕速度的因素，并在設(shè)計(jì)與運(yùn)行中加以控制。2.必須加強(qiáng)檢測(cè)，特別著重于容易產(chǎn)生減弱的部份〔從經(jīng)驗(yàn)反響、流體力學(xué)研究，并研發(fā)計(jì)算機(jī)程序做計(jì)算。〕3.更換管道材料，針對(duì)性地改變腐蝕速率。4.這是一個(gè)普遍存在的問題，應(yīng)成立專業(yè)化的運(yùn)行研究隊(duì)伍，得到明確的管理要求，在各有關(guān)核電廠實(shí)施。案例7局部控制棒束意外下插事件某日，某核電廠機(jī)組準(zhǔn)備啟動(dòng)，各組控制棒束處在要求的位置，并準(zhǔn)備并網(wǎng)時(shí)，臨時(shí)決定，對(duì)這次運(yùn)行時(shí)不需要投入使用的控制棒系統(tǒng)備用動(dòng)力控制機(jī)柜中撤除一接插件上的電纜。為此，核電廠工作人員隔離了此機(jī)柜的動(dòng)力電源。臨時(shí)找來了在場(chǎng)的供貨商工人進(jìn)行此工作。這位工人當(dāng)即使用斜口鉗剪斷了與接插件連接的電纜。此時(shí)，多組控制棒束意外下插。這導(dǎo)致了機(jī)組啟動(dòng)過程中止，機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間推遲約12小時(shí)控制棒意外下插是由于這機(jī)柜雖已隔離動(dòng)力電源，但接插件中存在“信號(hào)回路〞，在實(shí)施切斷接插件電纜時(shí)，一些“信號(hào)回路〞由于短時(shí)間短路，而發(fā)出信號(hào)使局部控制棒束不同程度下插。問題：對(duì)于發(fā)生此事件，應(yīng)吸取什么經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)？案例7參考答案：對(duì)于此類工作必須事先有方案，按照確定的程序，以書面形式加以確定。臨時(shí)口頭布置，臨時(shí)找人來完成，容易出過失。工作之前要做風(fēng)險(xiǎn)分析，需要確定相關(guān)的先決條件。工作人員的技能缺乏，對(duì)接插件中存在“信號(hào)回路〞認(rèn)知缺乏，沒有以質(zhì)疑的工作態(tài)度及相互交流的工作習(xí)慣來加以彌補(bǔ)，貿(mào)然行事，容易產(chǎn)生過失。供貨商工作人員很少能全面掌握有關(guān)知識(shí)，重要部位工作，一定要在核電廠工作人員有效的控制和監(jiān)管之下進(jìn)行。案例8美國(guó)三里島事故過程中操縱員停運(yùn)

主泵的討論

美國(guó)三哩島事故進(jìn)行到1小時(shí)20分左右，主系統(tǒng)冷卻劑已大量流失，堆芯已接近裸露。此時(shí)主循環(huán)泵由于汽蝕發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)。為了保護(hù)主泵及相聯(lián)管道，不被損壞，操縱員根據(jù)規(guī)程停止了主泵運(yùn)行。然而主泵的停運(yùn)使系統(tǒng)中蒸汽與水別離，中止了自然循環(huán)，并且水位塌陷至接近堆芯頂部，加速了堆芯的裸露。問題：操縱員在此時(shí)按規(guī)程停主泵的做法是否正確？為什么？

案例8參考答案：操縱員在主泵由于汽蝕震動(dòng)時(shí)，停止主泵，做法是正確的，操縱員應(yīng)該嚴(yán)格地按操作規(guī)程辦事。如果不停主泵，而使主泵泵殼及相聯(lián)管道損壞，這就致使喪失了一回路壓力邊界的完整性，使事故升級(jí)。主泵的循環(huán)冷卻劑功能，不是平安功能，不能替代安注系統(tǒng)為堆芯補(bǔ)水的平安功能。要使堆芯不裸露，應(yīng)使安注系統(tǒng)工作并關(guān)閉釋放閥。案例9美國(guó)三里島事故過程中，操縱員關(guān)閉高壓安注泵的操作分析。1979年美國(guó)三哩島事故，始發(fā)事件為失去主給水，停堆后，又因閥門誤關(guān)閉，不能得到輔助〔應(yīng)急〕給水，在系統(tǒng)升溫升壓過程中，穩(wěn)壓器釋放閥自動(dòng)翻開卸壓，恢復(fù)了輔助給水后，系統(tǒng)壓力降低，但釋放閥卡在開始位置，不能回座關(guān)閉，成為一個(gè)一回路的破口，冷卻劑不斷流失，系統(tǒng)壓力持續(xù)下降，自動(dòng)觸發(fā)高壓平安注射泵(簡(jiǎn)稱高壓安注)，為主系統(tǒng)補(bǔ)充冷卻劑。此時(shí)，操縱員看到穩(wěn)壓器水位上升，認(rèn)為一回路水量過