內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟核電廠自主化設(shè)計路線壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)方案研究于洪賓（深圳中廣核工程設(shè)計有限公司，廣東深圳518172）方案。采用對比分析的方法，研究自主化設(shè)計路線與壓水堆核電站對壓縮空氣的不同需求。結(jié)果表明，在自主化設(shè)計路線下，可考慮不設(shè)置應(yīng)急空壓機。

　　壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（SAP）是核電廠必不可少的一個公用系統(tǒng)，提供全廠儀表用壓縮空氣（SAR）和公用壓縮空氣（SAT）。目前國內(nèi)的壓水堆核電站（CPR機組）均按照法國90OMWe壓水堆核電站系統(tǒng)設(shè)計和建造規(guī)則KRCC―P）的要求設(shè)置了輔助空壓機，滿足機組的可用性要求。在自主化設(shè)計路線下，隨著工藝系統(tǒng)的優(yōu)化，對壓縮空氣的需求也發(fā)生了很大的變化，有必要從各方面對壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計方案進行分析和研究，尤其是應(yīng)急空壓機設(shè)置的必要性分析，以期達到合理配置壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。

　　1CPR機組壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)介紹CPR機組廠區(qū)空壓機廠房的空氣壓縮機提供全廠所需要的壓縮空氣，另外對應(yīng)每臺核電機組應(yīng)急壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)中，設(shè)置2臺應(yīng)急空氣壓縮機組，為儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)提供后備氣源，壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)如所示。每臺應(yīng)急空壓機的供電由一路低壓電源提供，該電源由一個系列的柴油發(fā)電機作為備用電源。為了達到冷停堆所需要的系統(tǒng)自主化設(shè)計路線安全相關(guān)系統(tǒng)對儀表用壓縮空氣的用氣需求系統(tǒng)名稱正常運行工況下對壓縮空氣的要求安全事故工況下對壓縮空氣的要求儀表用壓縮空氣失效對系統(tǒng)運行的影響對應(yīng)急壓縮空氣的需求安統(tǒng)壓用組系用的機關(guān)表氣雙R相儀空需cp全對縮氣設(shè)備冷卻水系統(tǒng)正常運行時保持常開，只要未觸發(fā)RRI波動箱低低液位信號，均不需要執(zhí)行隔離動作。

　　若發(fā)生失氣故障后，事故進一步發(fā)展，需要該閥門執(zhí)行隔離動作后，則需要壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)為閥門提供執(zhí)行一次關(guān)閉操作所需的用氣，通過設(shè)置就地壓空儲罐可滿足操作要求。執(zhí)行完隔離操作后，RRI系統(tǒng)的核輔助廠房用戶DER等被隔離，喪失冷卻，暖通系統(tǒng)通過DEL執(zhí)行廠房散熱和保溫功能。此后若根據(jù)事故處理，需要重新開啟對核輔助廠房用戶重新建立冷卻，可通過現(xiàn)場手動開啟，不再需要壓縮空氣系統(tǒng)支持。

　　若發(fā)生壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)不可用導(dǎo)致的失氣事故，閥門維持原位即可，對系統(tǒng)運行無影響。

　　對應(yīng)急壓空無需求。

　　CPR機組，此閥門采用電動閥門。

　　水量制統(tǒng)給流控系在正常運行時，調(diào)節(jié)閥需保持開啟，此時需要壓縮空氣持續(xù)供應(yīng)。

　　安全事故工況下，不需要ARE系統(tǒng)運行，閥門可保持關(guān)閉。安全功能由ASG系統(tǒng)保證，啟動ASG系統(tǒng)不需要壓縮空氣供氣。

　　在壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)失效的情況下，需向ARE系統(tǒng)提供應(yīng)急壓縮空氣，否則有可能導(dǎo)致停堆。

　　對應(yīng)急壓空無需求，應(yīng)急壓空作為備用氣源，提高機組可用率。

　　同自主化設(shè)計路線。

　　表1工藝系統(tǒng)對儀表用壓縮空氣的需求分析廠輔助工藝系統(tǒng)設(shè)計工作。

　　總體文件對壓縮空氣系統(tǒng)的可用性要求總體文件名稱CPR機組自主化設(shè)計路線單故障準則的應(yīng)用不適用。

　　可用性。

　　儀表用壓縮空氣的分配系統(tǒng)對核電機組的運行是必不可少的。因此，每合核電機組中的壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)出了裝有1合主壓縮機外，還裝有2合獨立的輔助壓縮機，它們由柴油發(fā)電機組應(yīng)急供電（每個系列1合）。此外，對安全重要的驅(qū)動裝置所需的壓縮空氣由其專用的備用儲氣罐來不適用保證。

　　核電廠可用率指標頂層分解結(jié)果對于壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)分配的不可用小時數(shù)為0.00h.注：①本表列出了對現(xiàn)有電廠不可用率不適用有重要影響的系統(tǒng)清單；②若系統(tǒng)引起的不可用時間小于等于表中分配值，可用率可以滿足八CPR1000+核電廠強迫不可用的持續(xù)時間<5天/年的目標值；③頂層分解結(jié)果對于系統(tǒng)設(shè)計是一個指導(dǎo)性的分配指標，并不是*終設(shè)計目標。

　　不適用壓縮空氣生產(chǎn)及分配系統(tǒng)屬于影響核電廠可用率的關(guān)鍵系統(tǒng)。

　　表2壓縮空氣系統(tǒng)的可用性分析由于篇幅限制，此處僅對自主化設(shè)計路線有儀表用壓縮空氣需求的安全相關(guān)系統(tǒng)進行分析（見表1），主要包括4個方面：①正常運行工況下工藝系統(tǒng)對壓縮空氣的要求；②安全事故工況下工藝系統(tǒng)對壓縮空氣的要求；③儀表用壓縮空氣失效對工藝系統(tǒng)運行的影響；④工藝系統(tǒng)對應(yīng)急壓縮空氣的需求。

　　從表1的分析可得：①CPR機組設(shè)置應(yīng)急壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的目的是為了提高機組整體可用率，安全相關(guān)功能是通過儲氣罐來實現(xiàn)的；②自主化設(shè)計路線對應(yīng)急壓縮空氣系統(tǒng)沒有功能要求，僅八RE系統(tǒng)為了提高機組整體可用率，要求提供備用氣源。

　　不同設(shè)計路線對壓縮空氣系統(tǒng)可用性總體要求的對比分析由于篇幅限制，僅以*具代表性的總體文件為基礎(chǔ)，對壓縮空氣系統(tǒng)的可用性進行對比分析（見表從表2的分析可得：①RCC―P明確要求設(shè)置獨立的輔助空壓機，滿足機組可用性要求；對安全重要的驅(qū)動裝置所需的壓縮空氣由其專用的備用儲氣罐來保證；②自主化設(shè)計路線的總體文件明確說明壓縮空氣生產(chǎn)及分配系統(tǒng)屬于影響核電廠可用率的關(guān)鍵系統(tǒng)；但是，對于壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)分配的不可用小時數(shù)為000h，僅是一個指導(dǎo)性的分配指標，并不是*終設(shè)計目標。

　　綜合上述兩方面分析可得，在自主化設(shè)計路線下，工藝系統(tǒng)對應(yīng)急壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)無功能需求，在滿足機組運行工況的情況下盡可能提高機組的整體可用性。

　　3自主化設(shè)計路線空壓機廠房整體可靠性分析以2臺核電機組共用空壓機廠房為例進行分析：①3臺空壓機在機組正常運行狀態(tài)下，有1臺空壓機處于備用狀態(tài)；②空壓機冷卻水系統(tǒng)共有2路冷卻水源（常規(guī)島閉路冷卻水系統(tǒng)、飲用水系統(tǒng)）互相備用；③空壓機組接2列廠用電源，任意一列廠用電源檢修時，可通過另列廠用電源供電，保證空壓機組的正常運行；④如控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，空壓機之間的聯(lián)動狀態(tài)失效。事故信號會傳到DCS，操作人員會即時啟動空壓機就地控制系統(tǒng)，保證安全相關(guān)系統(tǒng)運行所必需的儀表用壓縮空氣用量需求。

　　綜上所述，在不考慮廠外電源失效、供氣母管破口、外部災(zāi)害導(dǎo)致的空壓機組失效的情況下，空壓機廠房的供氣可靠性是相對穩(wěn)定的。空壓機廠房內(nèi)壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)考慮了冗余設(shè)計，無需額外設(shè)置應(yīng)急空壓機來提高壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)的可用性。

　　結(jié)論在滿足工藝系統(tǒng)對壓縮空氣功能需求的情況下，自主化設(shè)計路線壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)可不設(shè)置應(yīng)急空壓機。為核電廠自主化標準設(shè)計提供依據(jù)。降低單臺應(yīng)急柴油發(fā)電機負荷165kW，節(jié)約核島廠房占地面積約160hm2，節(jié)約工程造價約2000萬。

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