AP1000核电机组增加换料水池水闸门必要性分析
于志成
【摘 要】【摘 要】AP1000核电机组在大修期间进行低水位工况检修工作时，放置于上部堆内构件存放架上的上部堆内构件和堆内核测仪表活化段只有部分能被水淹没，其余部分暴露在水面之上，这将对大修期间部分工作产生不可接受的人员辐照剂量，针对此情况，有必要分析论证采取合适的屏蔽方案解决此问题，使人员辐照剂量满足相关标准要求。本文从低水位工况工作的必要性、低水位工况期间辐照剂量计算、屏蔽方案技术分析等方面论证了AP1000机组采用增加换料水池水闸门屏蔽方案的必要性和可行性。 【期刊名称】科技视界 【年(卷),期】2016(000)009 【总页数】3
【关键词】【关键词】换料水池；水闸门；AP1000核电机组；可行性
0 概述
AP1000核电机组换料水池水闸门安装在堆内构件存放池与反应堆换料水池之间的槽道内，如图1所示，堆内构件存放池中安装有上部堆内构件和下部堆内构件存放架，反应堆换料水池内安装有反应堆压力容器。
机组大修过程中，当燃料组件卸载至乏燃料水池、上部堆内构件吊运至上部堆内构件存放架上之后，反应堆水池需排水以进行低水位阀门检修工作，而此时放置于上部堆内构件存放架上的上部堆内构件，只有底部的2667mm能被水淹没，其余1781.6mm高度暴露在水面之上，42根堆内核测仪表活化段只有底部的2496mm能被水淹没，其余的1771mm长度暴露在水面之上。经初步
计算分析，暴露在水面之上的上部堆内构件及堆内核测仪表将产生不可接受的辐照剂量。因此，在压力容器低水位期间，上部堆内构件及堆内核测仪表暴露在水面以上部分需要采取有效措施进行辐射屏蔽。
1 低水位工况的必要性
参考国内其他核电站换料大修水位图，并结合AP1000机组反应堆的特点进行分析，AP1000机组的大修关键路径水位图如图2所示： 1.1 必须在压力容器低水位条件下进行的工作
与反应堆冷却剂系统有接口的系统包括PXS、RNS、CVS等系统，这些系统中安装有位置低于压力容器法兰面的阀门22个，比如RNS隔离阀（RNS-PL-V001A/V001B），这些阀门的检修工作必须在低水位期间进行。
另外还有14个与一回路冷却剂剂系统（RCS）直接接口的阀门，安装高度在107英尺及135英尺之间，对这些阀门检修时，也需要将水位降低到压力容器法兰面水位107′11″以下。
1.2 适合在压力容器法兰面以下水位或低水位条件下进行的工作 （1）压力容器法兰面的检查、修复工作
压力容器法兰面检查是核电厂每次换料大修必须做的工作，主要目的是检查法兰面是否存在划痕、点蚀等缺陷，如果存在缺陷则进行适当的修复工作。 （2）压力容器主螺栓孔的检查、修复工作
压力容器主螺栓孔检查也是核电厂每次换料大修必须做的工作，主要目的是检查主螺栓螺纹孔螺纹是否损坏，如有损坏则必须进行修复。
参考国内其他核电站换料大修计划，AP1000核电站压力容器法兰面、主螺栓孔的检查、修复工作有三个时间窗口可以安排：一是，在反应堆开盖阶段，一
体化顶盖未吊离时，但此时为关键路径会占用换料大修主线时间。二是，在反应堆扣盖阶段，燃料组件已装载到堆芯，上部堆内构件已回装到压力容器之后，此时同样为关键路径也会占用换料大修主线时间，但更严重的风险是此时开展这项工作会给压力容器带来重大的异物风险隐患，一旦在工作过程中，所使用的工器具、物料等掉入到压力容器中，要取出它必须将上部堆内构件重新吊运出压力容器，并卸载全部燃料组件，异物找到后再重新安装燃料组件和上部堆内构件，这将会大大延长机组大修所用时间，造成巨额经济损失。三是，在低水位工况下开展此项工作，此时本项工作不是关键路径，对大修主线时间没有影响，且堆芯燃料已经卸出至乏燃料水池，堆芯防异物风险也可以接受。 目前，国内运行核电厂此两项工作均安排在低水位期间进行，检修人员可以直接进入到反应堆水池底部对压力容器法兰面、主螺栓孔进行检查，对缺陷进行测量记录和修复。此项工作也可以在换料水池满水工况下使用水下摄像装置远程进行检查，但当法兰面发生缺陷时（如划痕、点蚀等）水下摄像装置无法对缺陷的形状和尺寸进行测量，且目前业内也没有在水下进行压力容器法兰面、主螺栓螺纹空螺纹修复的实例，没有可以借鉴的成熟经验。 （3）蒸汽发生器堵板安装工作
如果在反应堆开盖之前，半管运行时进行蒸汽发生器堵板安装工作，此时燃料组件仍安装在压力容器中，RNS持续运行，以冷却一回路冷却剂，压力容器水位处于热管段的80%高度处，水位标高为102′0.3″，此时水位距离蒸汽发生器水室进口管嘴下缘1928mm，距水室出口管嘴下缘1830mm。
考虑到一回路冷却剂水位突然升高，进入到蒸汽发生器水室的风险，在燃料组件还未卸出压力容器，反应堆未开盖，一回路冷却剂处于循环的状态，蒸汽发
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