板式换热器在核电厂节能改造的应用经验-电厂节能减排系列

板式换热器在核电厂节能改造的应用经验-电厂节能减排系列

国内运行核电厂经验反馈

在新建电厂应用的研究

孙国臣，陈睿，杨堤，吴问广

（环境保护部核与辐射安全中心，北京100082）

摘要：考虑到运行核电厂的经验反馈对新建同类型核电厂的借鉴意义，列举了几项前一阶段运行核电厂提出的重要修改申请，并对修改中涉及到的各种改进方案加以介绍，同时对其在新建核电厂中的适用性进行了探讨。

关键词：运行经验反馈；重要修改；新建核电厂

1前言燃料水池之后，由于衰变将继续产生热量，导

出这些剩余释热需由反应堆换料水池和乏燃料

目前，我国已运行机组共有13台，其中水池冷却和处理系统（PTR）来完成。按照法属于法国系列的机组共有8台。通过多年的实系M310型机组技术规格书的要求，对乏燃料际运行，营运单位已积累了较丰富法系电厂的水池的冷却不允许中断，即任何时候都应保持运行经验，对各系统、部件、设备的设计和性一列PTR冷却运行。按照国内运行核电厂能的认识也有较大的提高。随着这些运行经验PTR系统的设计，在执行净化、水传输、部分的积累，电厂逐步发现并意识到个别系统或设阀门预防性维修等操作的情况下，将出现乏燃备在设计上仍然存在一定的不足，因此，不断料水池冷却中断的情况，乏燃料水池冷却中断会提出申请进行改造。从降低核安全风险，利将违反技术规格书，因此，国内相关运行核电于机组运行方面考虑，一些改造项目是必要厂都提出了特许申请。通过对上述运行情况的的，但由于机组已经投入运行，存在部分改造反馈，新建电厂有必要改进PTR的设计，从方案实施困难，可行的方案又不能彻底解决问根本上消除此类问题。

题的情况。目前，我国核电正在大规模建设时目前，根据电厂不同情况提出了两种改造期，现阶段除个别三代机组上马外，绝大部分方案，第一种方案主要是针对650MW机组，新建堆型仍为法系的第二代改进型核电机组。该类型机组乏燃料池只存在中断冷却的问题，如新建电厂能在设计阶段对国内运行电厂的运而不存在冷却能力不足的问题。该改造方案增行经验加以考虑，对提高机组的可靠性、可维加了031VB、032VB、033VB、034VB以及相修性和安全水平将大有裨益。本文将对近期国应的管线（见图1），改造后的PTR系统具备内运行核电厂提出的一些改造申请以及运行中了同时冷却和净化的能力，以后净化时不必因遇到的实际问题予以介绍，并对其在新建电厂为中断乏燃料水池冷却而提出特许申请。针对中的应用进行探讨。水传输方面的改造主要是在转运舱和装罐井之2PTR系统设计改造的反馈间增加了一台输水泵PTR006PO，可在燃料转

运舱和乏燃料容积装罐井之间传水而不需要中

在反应堆中经过辐照的燃料组件在放入乏断乏燃料水池冷却。但除此之外，PTR

系统

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的水传输工况较多，其他工况也应逐一分析。但其主要目的是为了缓解PTR乏燃料水池冷例如在反应堆水池充水时，如传水由却不足的问题，由于650MW机组不存在此问PTR001PO执行，将产生乏燃料水池冷却的中题，如增加一列所产生的投资并不能明显降低断，如传水由PTR002PO执行，对乏燃料水池风险。考虑到目前需要预防性维修而必须中断冷却不会中断，但代价是PTR002PO作为RRA乏燃料水池冷却的阀门不多（十几个），预防系统备用状态将临时改变，这种情况下必须控性维修周期也较长（5～10年），并且650MW制水传输时间（包括在线准备的时间）；在乏机组与1000MW瓦机组相比乏池冷却余量也燃料装罐井和燃料转运舱的水量不足时，需要较大，因此，由于部分阀门的预防性维修导致从PTR水箱补水，此工况下需中断冷却，但乏燃料水池冷却中断所带来的风险是较小的。补水中断时间较短；乏燃料水池的补水主要由目前的设计改进已经减少了乏燃料水池冷却中于池水的蒸发，因此往往补水来自SED，一般断的情况，提高了乏燃料水池持续保持冷却能不需要PTR水箱补水，所以因乏燃料水池补力，是可以采纳的一种方案。

水中断冷却的情况较少。考虑PTR系统的水第二种方案是针对1000MW机组的，该方传输设计较为复杂，所有水传输工况下都不中案主要是解决PTR系统冷却能力不足的问题，断乏燃料水池冷却不易实现，并且水传输工况但此项改造对缓解PTR系统冷却中断问题也只改变阀门管线的在线状态，不破坏PTR系起到了一定的效果。该改造方案把原来2台管统完整性。因此，针对水传输在改造中并未作壳式换热器改为3台板式换热器，额定负荷有过多要求。所增加。同时在原来2台冷却水泵的基础上再

上述设计对净化和部分水传输工况下导致增加了1台同样的冷却水泵，此外增加了相应乏燃料水池冷却中断的问题进行了考虑，但改的管线阀门，经过上述改造后增加了一个冷却进并未涉及部分阀门预防性维修引起乏燃料水系列，因此允许净化与乏燃料水池冷却同时进池冷却中断的情况，对此，相关电厂给出了解行，此净化工况下乏燃料水池冷却不会中断。释，要解决该问题须增加完整而独立的冷却系与此同时，根据大亚湾和岭澳一期的运行经验列，但增加一列冷却会产生两类问题，首先是反馈，在进行水传输操作时，不使用PTR冷系统分级困难：新增一个安全级的冷却系列投却回路用泵，而是用临时泵完成水传输操作，资巨大，经济性较差。若设置为非安全级，在以避免乏燃料水池冷却的丧失。此外，由于增地震时该系列的破口有可能导致乏燃料水池的加了一个冷却系列，可以解决一部分阀门的预大量失水。其次是布置困难，在目前布置情况防性维修问题。对于PTR系统冷却公用回路下，再安排一个同PTR001/002RF一样的管板上的阀门，以及冷却系列与公用母管之间隔离式换热器很困难，故考虑设置板式换热器。采阀的预防性维修仍不能解决，但由于这些阀门用板式换热器的困难在于密封。采用胶垫密为低压工况下的手动碟式隔离阀，其预防性维封，在其更换及每年的维护时会产生大量的低修方面的要求也较低。综上所述，对于放固体废物，不利于实现废物最小化原则。采1000MW机组而言，该方案是有效适用的。用焊接方式连接板片，缺点是一旦发生泄漏，

需更换全部板片，费用较高，而且更换下来的3汽动辅助给水泵超速试验的反馈板片也需要处理。国内某些运行核电厂的汽动辅助给水泵采

虽然国内其他同类型电厂对PTR系统的用美国设计的一体式汽动给水泵，汽轮机和泵设计改进中有增加完整一个冷却系列的方案，同轴，不可分离，因此做汽轮机超速试验时

，

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