朱思振

摘 要：厂用水系统（SWS）为设备冷却水系统（CCS）热交换器提供冷却水，带走来自一回路和部分二回路设备的热量后，将冷却水排放到排水工作井中。目前AP1000厂用水系统的设计中，当CWS通道检修时，SWS将无法运行，存在安全隐患。因此，结合实际各运行工况下，特别是反应堆停堆时的运行要求，针对两台厂用水泵的设计缺陷提出了合理的改进方案，增加两台厂用水泵，减少非正常的停堆时间，以减少模式5、6下的运行风险，从而提高了核电站的安全性和经济性。

关键词：厂用水系统 初步安全分析报告 非安全相关 CWS通道

中图分类号：TL353 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（b）-0037-02

1 SWS简介

厂用水系统（SWS）为设备冷却水系统（CCS）热交换器提供冷却水，带走来自一回路和部分二回路设备的热量后，将冷却水排放到排水工作井中。对于第三代AP1000非能动核电厂来说，厂用水系统（SWS）是非安全相关系统，且无安全相关功能，但丧失该系统会导致设备冷却水系统（CCS）失效，对于模式1、2、3运行工况，CCS丧失将导致主泵因丧失冷却而停运进而触发电厂停堆，对于模式4、5、6运行工况，CCS丧失将导致正常余热排出系统（RNS）无法正常运行，进而导致堆芯衰变热无法正常移出，可能会导致安全相关PRHR HX的不必要触发，延长电厂的非计划停堆时间。因此从提高电厂安全性和经济性角度考虑，保障相应工况下SWS的可靠运行就显得非常重要。

2 两台厂用水泵设计分析

初始的AP1000核电厂用水系统（SWS）设计了两个序列，每个序列只有一台100%容量的厂用水泵，一台过滤器和相应的阀门和仪表。每个系列在电厂正常运行时提供100%容量的冷却水，为CCS热交换器提供冷却，在每个系列的设备冷却水系统热交换器的上游和下游管道之间设置连通管，以允许任一系列的厂用水泵输送冷却水给任一系列的热交换器，并允许任一系列的热交换器的排水管通过另一个系列的热交换器的排水管排放到循环水系统排水管道。当CCS的热负荷增加时，可以两列SWS同时运行，给CCS提供足够的换热能力。如图1。

电站在功率运行时，为了保证电站的经济性，需要保持CWS 4列运行（两个CWS流道都可以使用），以满足电站满功率运行的凝汽器真空条件和闭式冷却水系统（TCS）的温度需求。这时只要求1列SWS运行就可以，两列的厂用水泵互为备用，能够满足核电站安全性和经济性的要求。由于需要保障电厂运行的经济性，并不会在此期间进行CWS的计划性维修。因此需要在停堆期间进行CWS的计划性检修。出于安全性的考虑，模式5和模式6期间的电厂衰变热最少，因此在此期间维修CWS的风险性最小。在电厂模式5冷停堆和模式6换料期间应保障至少保证一列RNS有效运行，以移出堆芯衰变热量。如果在此期间对4列CWS进行检修含滤网检修和流道清淤等维修操作，则需关闭所有循环水流道这将导致所有SWS泵失去水源进而使得RNS丧失热阱。因此该情况不能满足相应的基本安全运行要求，是不允许的。如果在此期间对CWS进行逐列检修虽可保持有1列SWS可用，但不符合FSAR报告第16章中16.3.1节“投资保护的短期有效性控制”中规定在电厂运行模式5（冷停堆）且RCS系统压力边界开启工况下和电厂运行模式6（换料）且堆内构件上部就位或堆腔水位未满工况下应保证2列可用（这是西屋公司的要求）。如果此时进行CWS的维修，仅有1列RNS用于移出堆芯衰变热量将大幅延长电厂停堆过程的降温时间这将影响电厂的经济性，同时冷却不足也将使电厂的风险大幅增加。

3 四台厂用水泵设计分析

SWS在原设计的基础上增加了两个厂用水泵，每个增加一个10a0%容量的厂用水泵。这样每个序列主要设备包括两台100%容量的厂用水泵、自动反洗过滤器、阀门、仪表和控制装置。每个泵可以向任何一台CCS热交换器提供冷却。任何时候，每一列只有一个泵被置于工作状态（运行或是备用），这个泵被叫做激活泵，另外一个则被叫做非激活泵。在就地控制箱，操纵员可以通过手动将激活泵改为非激活泵，也可以将非激活泵改为激活泵。如图2。

当01A为激活泵（运行状态）时，02A只能是非激活泵。同时，01B和02B只能有一个激活的泵（运行或是备用状态），另一个为非激活泵。同一个序列的两个泵分别由不同的进水前池取水。在反应堆运行期间，根据CCS系统的负荷要求，选择运行一列厂用水系统还是两列厂用水系统。当处于运行模式 5（冷停堆）且RCS系统压力边界开启工况下和电厂运行模式6（换料）且堆内构件上部就位或堆腔水位未满工况下时，且需要维修CWS时，这时就可以通过切换泵的状态，使两个序列中的一个泵从没有维修的吸水前池取水，这样就可以保证2列SWS可用，减少了RNS导出系统衰变热的时间，从而提高了该电厂的安全性和经济性。

4 结论

综上所述，根据SWS系统的相关配置，分析了AP1000核电厂用水系统（SWS）两台泵针对CWS维修期间的缺陷，以及根据FSAR报告第16章中16.3.1节“投资保护的短期有效性控制”的要求，确认每个系列增加一台100%容量厂用水泵，以提高SWS在模式5和模式6运行期间且需要对CWS进行常规维护时的可用性。体现了四台泵相比于两台泵减少停堆时间所提高的经济性和保证正常余热排出正常运行所体现的安全性。

参考文件

[1] 遼宁徐大堡工程一期初步安全分析报告.

[2] 国家核安全局.HAD10217核动力厂安全评价与验证[S].北京国家核安全局，2006.

[3] 林诚格.非能动安全先进核电厂AP1000[M].北京：原子能出版社，2008：

270-273.