摘要：本文详细描述了0738工程一回路补水改进的设计修改方案及实施措施，分析了本改进项对其它专业设计产生的影响，介绍了新增管线、阀门的布置过程及管道支吊架的设置情况，并对新增管道系统进行了力学计算分析，计算结果表明，新增管道系统模型的所有节点应力均满足RCC-M规范要求。
关键字：全厂断电事故，一回路补水，EAS系统，H4管线
1.引言
2011 年3 月11 日，日本福岛第一核电厂1-4号机组发生全厂断电事故，正常电源及应急柴油机电源均无法正常工作，造成堆芯冷却水源丧失，堆芯部分裸露，出现了不同程度的堆芯熔化，造成了世界核电历史上的又一次重大核事故。
对于海南昌江核电厂1、2号机组，在全厂断电事故工况发生时，用于一回路正常补水的系统RCV， REA及用于设计基准事故RIS系统均无法正常工作，因此在反应堆紧急停堆过程中或事故恶化时，可能将不能通过这些设计基准的注水途径为一回路补水。针对这一情况，在不影响RIS、EAS系统设计及功能的前提下增加一回路补水管道。根据不同的堆芯状况，实施一回路补水可在一定程度上缓解事故造成的危害和损失。
2.一回路补水改进系统设计修改
在全厂断电事故发生后，如水压试验泵的主泵轴封注入回路、二次侧排热路径、各种补水手段均不可用（RCV、REA、RIS、EAS）时，一回路的热量将无法导出，则可根据严重事故管理导则的要求，实施对一回路进行补水，实现对堆芯的冷却。
一回路补水改进通过改造RSI和EAS相连的H4管线上原有管道，将接管口引至连接外部临时接管的位置，在管端设置标准对接法兰，连接移动式泵组或水源，实现向一回路补水。事故分析表明，在事故发生6小时后，为保证堆芯余热排出，一回路补水流量要求不小于40m3/h时，72小时内总补水量要求为不小于1400 m3。
一回路补水改进新增管道XEAS139/140,两台手动隔离阀XEAS221/222VB,管端设置DN150，压力等级300磅的标准对接法兰，并用盲法兰封闭。正常情况下，隔离阀为关闭状态，需要通过该管线向一回路补水时，只需通过法兰将管道连接至相应的补水设备，手动开启隔离阀即可实现补水。
根据分析，系统DN150的管道可满足40m3/h流量要求。本改进使用自带动力源的柴油机驱动的泵组。根据不同水源，一回路补水改进有三种补水途径，分别是使用PTR水箱作为水源、使用地坑水作为水源及使用临时水源。
如果事故工况下PTR水箱可用，则首选使用PTR水箱的含硼水实现一回路的补水,最有利于堆芯冷却和反应性控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果PTR水箱的水不可用或已用完，当通过其他临时水源已向安全壳注入足量的水且地坑中已经建立起一定的水位时，可考虑将补水水源切换至安全壳地坑。当安注、安喷泵均不可用，且PTR水箱和地坑水也不可用的情况下，可考虑通过使用临时水源实施一回路补水。
3.一回路补水改进布置分析
本文主要讨论EAS系统改进新增的两条临时补水管道XEAS139/140及两台手动隔离阀XEAS221/222VB的布置。首先拆除XEAS121/122与H4管线（XEAS125/124）的连接，将新增的临时补水管线从H4引出，分别经K014、K216、W211（K054、K256、W251）房间至燃料厂房外。两台手动隔离阀布置在K216（K256）房间内的竖直管段上，管系支吊架设置流程如下：首先确定固定支架位置，再根据管道最大允许支吊架间距要求初步确定其余支吊架的位置与型式，然后向力学专业提供力学条件，力学专业对管道系统进行力学计算，根据力学计算情况和力学专业进行沟通协商，对管道支吊架进行修改，直到管道系统满足力学要求
本改进项共进行了四组管线系统的力学计算，分别是第一组（1EAS139、125、109、1RIS298）、第二组（1EAS140、124、110、1RIS299）、第三组（2EAS139、125、109、2RIS298）、第四组（2EAS124、110、140、2RIS299）。其中，各组管系中管线1RIS298/1EAS109、1RIS299/1EAS110、2RIS298/2EAS109、2RIS299/2EAS110的抗震级别为1F，管道分类为RCCM 2级管线，其余管线的抗震级别为1I，管道分类为RCCM NC级管线。计算使用的管道材料为Z2CN1810，设计压力为2.4MPa。除管线1RIS298、1RIS299、2RIS298、2RIS299的设计温度为120℃，其余管线的设计温度均为80℃，安装温度为20℃。
力学计算中采用了多层反应谱法对管道系统进行了地震分析，得到了管道系统自振频率低于36HZ的各阶频率及各种工况下管道最大应力比及阀门最大加速度；计算验证了各载荷工况下要满足的RCC-M准则和相应的许用应力极限，同时按应力比值的递减顺序给出了10个最大应力值；给出了每个支撑的类型、限制自由度以及由管系作用在支撑上的载荷组；并校核了管道的功能性。结果表明：各组修改后管道系统模型的所有节点应力均满足RCC-M规范的要求。RCC-M规范要求的各个工况下的机械特性的完好性得到了证明。
4.结论
针对日本福岛第一核电厂发生的全厂断电事故，海南昌江核电厂1、2号机组采取了一回路临时补水改进措施，通过在 H4 管线上设置临时补水接管，提供了一条用于实现全厂断电情况下向一回路补水的途径。经过力学计算及分析验证，本改进项新布置的管道系统及支吊架均满足RCC-M规范的要求，并且不会对原安全注入系统、安全壳喷淋系统设计及功能产生影响。
参考文献
[1] RCC-M 规范2000年+2002年补遗.
[2] 严重事故管理导则 SAG-2 A 版
[3] 严重事故管理导则 SAG-3 A 版
论文作者:乔海峰,江漪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：回路论文; 补水论文; 管道论文; 管线论文; 系统论文; 力学论文; 事故论文; 《基层建设》2018年第5期论文;