全國注冊核平安工程師培訓

核平安案例分析第一章核反響堆工程俞爾俊2021年6月21日、7月5日北京重要的平安措施停堆信號2.平安系統3.儀表設備4.保護聯鎖案例1某實驗反響堆實驗元件熔化事故案例1參考答案：〔1〕操作規程的缺乏：在操作規程中應明確回路流量是保證試驗元件得到冷卻的關鍵，如發現流量偏高，首先應觀察回路出口水溫及回路進出口水溫差，是否有相應的變化〔出口水溫降低，進出口水溫差變小〕，確認流量偏高后，才能降低試驗回路流量。〔2〕值班員不能閉鎖低流量停堆信號，閉鎖了此信號就失去了停堆保護，容易造成事故。〔3〕運行方式上，為了降低電能消耗，將回路循環泵旁路閥關死，是出口閥調節過于靈敏，操作稍有不慎就容易發生事故。應該設置旁路閥及主閥，用兩個閥門調節回路流量。〔4〕回路流量表在平安上有重要的意義，應有較高的可靠性，并應重視定期檢查。〔5〕值班員缺乏核平安、堆工及熱工水力知識。值班員應進行嚴格的培訓，考試合格后才可上崗。案例2切爾諾貝利事故蘇聯切爾諾貝利核電廠具有冷卻劑正溫度反響性反響的缺點。一般壓水堆核電廠在停閉主汽門時，并不要求停堆，而對切爾諾貝利核電廠來說，要求把停閉主氣門作為一個停堆信號。在1986年4月26日切爾諾貝利核電廠準備做一次汽輪機停車試驗，為了在第一次試驗不成功的情況下，可以立刻再作第二次試驗，閉鎖了關閉主汽門時停堆的信號。問題：請分析說明，為什么切爾諾貝利核電廠需要有這個停堆信號，并說明閉鎖了這一停堆信號，對于切爾諾貝利事故的發生起了什么樣的作用。案例2參考答案：關閉主汽門，將使一回路向二回路的傳熱迅速下降，一回路系統升溫生壓。切爾諾貝利核電廠，在關閉了主氣門后，在正溫度反響的情況下，會使反響堆功率迅速提高，一回路系統升溫升壓劇烈，造成不可接受的后果。1986年實驗時，極不恰當地停了這一信號，使試驗時沒有控制棒下插來停閉反響堆，造成了巨大的災難。如果汽輪機停車時能停閉反響堆，這一事故是可以防止的。案例3某核電廠全部喪失平安廠用水事件某核電廠在平安廠用水〔SEC〕系統鼓型濾網檢修工作后恢復在線的過程中，在一條暗渠進口隔離閥沒有翻開的情況下，錯誤地關閉了另外一個暗渠的閘板，導致SEC系統全部喪失，以至于進入了對付超設計基準工況的H1.2規程。由于反響堆處于正常冷停堆狀態，事情沒有導致嚴重后果。檢修工作是委托分包商的工作人員完成的，事件后調查認為，是分包商的檢修人員在沒有得到主控室指令的情況下擅自采取了行動。問題：分析該事件，可以得到哪些經驗教訓？〔平安意識方面、工作安排方面及規程的指定〕。案例3參考答案：平安意識欠缺。SEC系統是事故工況下將核電廠的余熱排往最終熱阱的重要平安系統。應進行風險分析，了解到如操作失誤，將發生嚴重后果，從而謹慎地操作。設備狀態的變更，必須與主控室溝通，操作要得到主控室指令。重要的工作應由受過良好培訓的人員進行，一般應由核電廠內部人員進行。如果委托給分包商進行，核電廠工作人員也應給予必要的監督。應制定必要的規程，具體工作應根據工作單進行。案例4美國BrownsFerry控制棒插入故障1980-6-28，沸水堆BROWNSFERRY3在一次手動停堆時，185根控制棒中有76根未能全插入堆芯。幸而這事發生于35%額定功率運行狀態，未發生危及平安的后果。BROWNSFERRY3控制棒是水力驅動的。在停堆時，較高壓的水給與驅動活塞的底部翻開停堆入口閥，在活塞之上翻開停堆出口閥，以釋放水與壓力，并使控制棒向上插入堆芯。由185套控制棒驅動機構排出的水收集于分割的兩個聯箱——稱之為停堆排放箱。停堆排放箱內的水又經過連接管持續地排至排放輔助箱。因此在正常情況下，停堆排放箱總是空的，隨時準備接受控制棒驅動機構排放的水。檢查與分析說明，此次控制棒插入故障的發生，緣起于停堆排放箱與排放輔助箱之間的連接管中堵塞了異物。這使得停堆排放箱中的水未能及時排除，實施停堆時，驅動活塞上面的壓力不能釋放，阻止了控制棒向上移動。

問題：根據這一案例，為提高核平安水平，應采取什么樣的措施。〔1〕硬件上的改進；〔2〕運行程序上的改進；〔3〕培訓方面的改進；〔4〕經驗反響上應采取的措施。案例4參考答案1.對于此類BWR要求連續監測停堆排放箱水位，把水位指示及報警信號送至主控室；2.應加強注意防止異物進入反響堆冷卻劑系統；對停堆系統的可用性作定期試驗；3.對操縱員針對此類事件作專門培訓；4.通知全部此類BWR照同樣要求執行。案例5某核電廠硼稀釋事件某核電廠在堆芯裝入核燃料后，對主系統補水的過程中，操縱員誤將換料水箱2100ppm的硼水當作硼酸制備系統7000ppm的硼水與清水混合，補入了主系統。造成了一起硼稀釋事件。幸而后從硼濃度表指示發現問題，及時停止了補水過程，事件沒有造成嚴重后果。事件后調查發現，由于核電廠過于關心進度，在大量系統尚未完成調試的情況下急忙裝料，導致許多系統尚未移交主控制室，使主控制室人員對核電廠整體狀態缺乏了解和控制，因而并不知道系統狀態已經改變，補水用的硼酸補給泵已從硼酸制備系統切換到換料水箱，造成了過失。問題：從這一事件的發生應吸取哪些經驗教訓？案例5參考答案：1.在管理工作中應樹立“平安第一〞的思想，不能因趕生產進度，而出現危及平安的情況；2.從信息溝通和反響的失誤，應檢查工作規程和工作單制定上的缺乏；3.操縱員應該有風險意識，對會產生硼稀釋事件的設備，重點予以核實。4.應考慮主控制室儀表指示上的改進，使系統切換時主控制室有所反映。案例6日本美濱核電廠二回路管道破裂事故2004年8月9日，日本美濱核電廠3號機組正在滿功率運行，二回路凝結水系統碳鋼管道突然破裂，管道的大破口使得大流量的高溫水傾泄到汽輪機廠房，造成在此廠房內工作的4名工人死亡，7人被灼傷。事后的調查說明，該管道原始壁厚10mm，按設計工作壓力與溫度最低壁厚應為4.7mm，但在破裂處管道最薄壁厚已經減到1.4mm。〔美濱3號自1976年12月投入運行27年來沒有對該處壁厚檢測〕現已查明這種管道的減薄是由“流動加速腐蝕〞造成，在二回路中，蒸汽與水不斷循環，蒸汽凝結成的濃度為零的水，溶解管道上的Fe3O4，在流動中腐蝕管道，然后在蒸汽發生器內蒸發過程中留在蒸汽發生器內成為泥渣。問題：對于核電廠的設計與運行，可以從這一事故中吸取哪些教訓？案例6參考答案：1.這是一個機理已根本清楚的事故，但應更深入研究，并從國際上取得經驗。查明影響腐蝕速度的因素，并在設計與運行中加以控制。2.必須加強檢測，特別著重于容易產生減弱的部份〔從經驗反響、流體力學研究，并研發計算機程序做計算。〕3.更換管道材料，針對性地改變腐蝕速率。4.這是一個普遍存在的問題，應成立專業化的運行研究隊伍，得到明確的管理要求，在各有關核電廠實施。案例7局部控制棒束意外下插事件某日，某核電廠機組準備啟動，各組控制棒束處在要求的位置，并準備并網時，臨時決定，對這次運行時不需要投入使用的控制棒系統備用動力控制機柜中撤除一接插件上的電纜。為此，核電廠工作人員隔離了此機柜的動力電源。臨時找來了在場的供貨商工人進行此工作。這位工人當即使用斜口鉗剪斷了與接插件連接的電纜。此時，多組控制棒束意外下插。這導致了機組啟動過程中止，機組并網時間推遲約12小時控制棒意外下插是由于這機柜雖已隔離動力電源，但接插件中存在“信號回路〞，在實施切斷接插件電纜時，一些“信號回路〞由于短時間短路，而發出信號使局部控制棒束不同程度下插。問題：對于發生此事件，應吸取什么經驗教訓？案例7參考答案：對于此類工作必須事先有方案，按照確定的程序，以書面形式加以確定。臨時口頭布置，臨時找人來完成，容易出過失。工作之前要做風險分析，需要確定相關的先決條件。工作人員的技能缺乏，對接插件中存在“信號回路〞認知缺乏，沒有以質疑的工作態度及相互交流的工作習慣來加以彌補，貿然行事，容易產生過失。供貨商工作人員很少能全面掌握有關知識，重要部位工作，一定要在核電廠工作人員有效的控制和監管之下進行。案例8美國三里島事故過程中操縱員停運

主泵的討論

美國三哩島事故進行到1小時20分左右，主系統冷卻劑已大量流失，堆芯已接近裸露。此時主循環泵由于汽蝕發生強烈震動。為了保護主泵及相聯管道，不被損壞，操縱員根據規程停止了主泵運行。然而主泵的停運使系統中蒸汽與水別離，中止了自然循環，并且水位塌陷至接近堆芯頂部，加速了堆芯的裸露。問題：操縱員在此時按規程停主泵的做法是否正確？為什么？

案例8參考答案：操縱員在主泵由于汽蝕震動時，停止主泵，做法是正確的，操縱員應該嚴格地按操作規程辦事。如果不停主泵，而使主泵泵殼及相聯管道損壞，這就致使喪失了一回路壓力邊界的完整性，使事故升級。主泵的循環冷卻劑功能，不是平安功能，不能替代安注系統為堆芯補水的平安功能。要使堆芯不裸露，應使安注系統工作并關閉釋放閥。案例9美國三里島事故過程中，操縱員關閉高壓安注泵的操作分析。1979年美國三哩島事故，始發事件為失去主給水，停堆后，又因閥門誤關閉，不能得到輔助〔應急〕給水，在系統升溫升壓過程中，穩壓器釋放閥自動翻開卸壓，恢復了輔助給水后，系統壓力降低，但釋放閥卡在開始位置，不能回座關閉，成為一個一回路的破口，冷卻劑不斷流失，系統壓力持續下降，自動觸發高壓平安注射泵(簡稱高壓安注)，為主系統補充冷卻劑。此時，操縱員看到穩壓器水位上升，認為一回路水量過