陈烨璇

[摘 要]H4工况，是指在核电站发生失水事故15d后两台低压安注泵或两台安喷泵已不可用的超设计基准事故，而H4管线的设计，就是连接RIS和EAS系统，使低压安注泵和安喷泵互为备用，仍然能够实现堆芯的长期冷却，确保安全。在调试阶段，需进行H4工况下RIS系统与EAS系统互为备用的试验，通过选取低特性的安喷泵以及两台低压安注泵（高特性和低特性），确认在备用状态下各项性能仍能满足安全要求，并在试验中验证向RCP系统冷段和热段注入时，泵的出口流量满足福清3、4号机组项目调试大纲中安全准则的要求。

[关键词]H4工况；RIS和EAS；备用；流量；调试

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0113-01

0 概述

本人参与了福清3、4号机组的调试工作，在3号机组调试中深入参与了RIS系统的调试试验，在4号机组深入参与了EAS系统的调试试验，对两个系统都有较为充分的认识，在此对H4工况下RIS和EAS系统的备用试验进行分析。

在核电站设计当中，失水事故定义为通过RCP破口处，或者通过RCP隔离阀内侧的与RCP相连接的管线破口处的冷却剂丧失。失水事故发生后，安注和安喷系统都要投入运行，在发生失水事故15d后如果发生两台低压安注泵（RIS泵）或者两台安喷泵（EAS泵）完全失效的超设计基准事故，即产生H4工况。H4工况下，将投用RIS和EAS的连接管线，A/B列各有一组，即为H4管线，通过H4管线的连接实现RIS和EAS泵的备用，确保堆芯长期冷却的实现。

在本文中，将对H4工况的详细配置以及备用试验进行深入分析。

1 H4工况运行原理

1.1 H4工况下备用原理

在H4工况下，无论是RIS泵作为EAS泵的备用或者是EAS泵作为RIS泵的备用，均是从安全壳地坑吸水，依次经过EAS泵（RIS泵作为EAS泵备用时为EAS泵旁路）、EAS热交换器、H4管线、RIS泵，然后进入堆芯。

在失水事故发生15d后，如果RIS和EAS系统4台泵中仅有1台泵仍在运行，那么通过H4管线的连接，这仅有的1台泵仍能够完成RIS和EAS系统的功能，即：向反应堆堆芯注入冷却剂并将余热导出安全壳外，保持堆芯的完整性，确保安全。

1.2 H4工况下管线配置

在机组正常运行时，H4管线上设置的2个隔离阀处于关闭状态，将RIS和EAS系统隔离开来，分别执行各自系统的功能。当进入H4工况时，管线隔离阀打开，使得RIS和EAS系统互为备用。

在H4工况下，安喷和安注泵房（RX厂房-6.7m）有存在放射性的可能，因此阀门均设计为远传阀，手轮安装在泵房上层的电机房间内（RX厂房-3.4m），保护操作人员的安全。

在RIS泵作为EAS泵备用情况下，为防止RIS泵气蚀，需打开安全壳喷淋旁通阀EAS045VB（A列）或EAS046VB（B列）将EAS泵旁通，以减少管阻。在RIS泵出口也设置了带限流孔板的旁路管线，以限制出口流量。

实际上在福清3、4号机组上配置的H4管线已经与早期M310堆型有所不同，尤其在日本福岛事故后，为了防止因为全厂失电事故而导致堆芯冷却水丧失，在H4管线2个隔离阀中间新设补水管道并安装隔离阀，将接管口引至染料厂房外方便连接移动式泵组和有水源的地方，平时以盲板法兰封堵。假如出现全厂失电事故，二回路排热不可用时，将一回路压力降低后由移动泵组通过一回路应急补水管线、H4管线、低压安注管线向堆芯提供应急冷却水，最终实现对堆芯的冷却，保证堆芯的几何形状和完整性，确保安全。

2 RIS和EAS系统在H4工况下的备用试验

2.1 试验目的

1）验证通过H4管线，EAS泵作为低压安注泵的备用向堆芯注入冷却剂的能力。

2）验证通过H4管线，低压安注泵作为EAS泵的备用从安全壳排出预热的能力。

2.2 验收准则

1）安全准则：

EAS泵作为RIS泵的备用：Q≥112m3/h。RIS泵作为EAS泵的备用：a.当反应堆冷却剂压力为0.1MPa.a时，一个RIS安注系列冷段或热段注入的流量至少为112m3/h；b.根据地坑水位确定试验配置下的流量准则。

2）运行准则：

在EAS和RIS泵的运行过程中，应保证没有异音，泵的各项运行参数，如振动、温度等应满足EOMM手册的要求。

2.3 试验条件

1）按照TP4RIS54和TP4EAS50，在地坑过滤器周围，设置临时地坑，在试验过程中，检查地坑不溢流；

2）压力容器是打开的，在试验过程中，反应堆压力容器的水位不能超过冷却剂接管；

3）4PTR001BA可用，在试验过程中，不能向换料水箱充水或排水。

2.4 试验步骤

2.4.1 “EAS作为RIS的备用”试验

在低压安注管线中，热段注入管线的管阻与冷段管线的管阻相比要大，所以如果选择1台最低性能的EAS从热段注入，能够满足验收准则，那么另外1台EAS泵必定满足。根据已完成的TP4EAS50试验确定使用有最低总压头的喷淋泵：4EAS002PO，也就是选取B列进行备用试验。

在试验初始阶段，通过PTR水箱對地坑进行重力充水的过程中，进行地坑水容积的标定，地坑的水位最低要达到1.6m。假定4RIS002PO失效，用卡转子装置锁定。在对阀门进行在线的过程中，应注意EAS泵的最小流量要求为300m3/h，因此要将4RIS060VP打开。启动4EAS002PO，待流量稳定后，由4RIS015MD测得流量为648m3/h，满足流量大于112m3/h的验收准则。在试验过程中，为防止H4管线里出现吸空，地坑液位不能低于0.4m，有需要可启动4RIS001PO从PTR水箱取水补充到地坑。

2.4.2 “RIS作为EAS的备用”试验（注入热管段）

与“EAS作为RIS的备用”试验原理类似，根据TP4RIS12试验结果，确定使用有最低总压头的1台RIS泵：4RIS002PO，进行主要试验。在进行主要试验前，需进行初步试验，对孔板4RIS024DI进行流量验证，经试验确定，孔板孔径33.6mm满足流量要求，可进行主要试验。

在试验过程中，需将4EAS002PO锁定，并打开4EAS046VB将4EAS002PO旁通，以减小4RIS002PO吸入口的管阻。确认4RIS002PO出口隔离阀4RIS060VP关闭，防止出口流量过大造成4RIS002PO气蚀。在阀门在线完成后启动4RIS002PO，等待地坑水位降至1.30m时，用秒表开始计时，根据液位变化，每段时间各记录一次，分别为1.30m、1.15m、1.00m、0.85m各测量一次，通过计算△H来计算流量，确认在流量限制范围内，其中最小流量限制是安全准则，最大流量限制是运行准则。

2.4.3 “RIS作为EAS的备用”试验（注入冷管段）

与注入热管段的试验原理相似，但在注入冷管段的试验中选取的是有最高总压头的1台RIS泵：4RIS001PO。在进行主要试验前，需进行初步试验，对孔板4RIS023DI进行流量验证，经试验确定，孔板孔径33.6mm满足流量要求，可进行主要试验。

主要试验过程与注入热管段的试验类似，不再赘述，最终计算结果满足安全准则和运行准则的要求。

3 结论

在本试验中，充分验证了RIS和EAS系统在H4工况下互为备用的可靠性，流量完全满足验收准则和运行准则的要求，RIS泵和EAS泵在H4工况下的各项参数也没有异常，符合设计要求。据此我们确信，即使在核电站运行后真的出现H4工况，仍能保证堆芯的几何形状和完整性，确保核安全。