AP1000一回路取样系统分析

孟江南

摘要：文章主要讨论了AP1000一回路取样系统的特点，取样点选取原则以及目前AP1000一回路辅助系统壳外就地取样方法，并对一回路取样方法提出了改进建议。

关键词：AP1000；一回路取样；就地取样

AP1000一回路取样系统在电厂正常运行和事故后从一回路系统收集样品，给运行人员提供手段来监视RCS及其辅助系统的放射性及化学条件，以评估系统的运行状态。PSS通过对反应堆屏障的完整性的监视，防止和缓解可能会导致安全相关设备动作的事件发生。实验室通过对PSS测量的参数进行分析，能够实现以下功能：

1）监测堆芯反应性；

2）监测燃料包壳的完整性；

3）评估CVS除盐床和过滤器的性能；

4）确认各系统的化学添加是否满足要求；

5）维持反应堆冷却剂系统中的氢气浓度在允许范围；

6）监测放射性物质的泄漏；

7）维持安全壳大气中的氢气浓度在允许的范围内。

一、AP1000一回路取样点的选择原则

在正常运行期间，PSS从所有NUREG-0737要求的事故后取样点收集样品；取样点及测量内容如表1所示

在正常运行期间，当需要进入安全壳进行就地手动取样时，使用PSS。取样点及测量内容如表2所示

在正常运行期间，只要不进入安全壳则优先考虑就地手动取样。PSS并不包括就地手动取样，就地手动取样由被取样的系统设置。

二、液体取样流程

如上图所示，液体取样包括两个流道，两条流道相互分离，以便同时进行连续取样和其他手动取样。除RCS稳压器液体取样外，所有液体样品都能使用任意一条取样流道获取。在RCS热段1和热段2的取样点后，各有一段延迟盘管。延迟盘管作用是保证来自热段的样品在安全壳内至少有60秒的时间，以确保N-16有充分的时间进行衰变，减少人员剂量。收集的液体样品被送至辅助厂房的取样间内。放射化学实验室位于取样间上方。正常运行时RCS压力作为取样的驱动力，当事故期间或换料运行期间，一回路压力不足以维持取样压力时，利用一台喷射器提供驱动力。取样操作在手动取样装置内进行，获得以下6种样品：（1）加压液体样品；（2）降压液体样品；（3）液体取样脱气后未稀释样品；（4）液体取样脱气后1000∶1稀释样品；（5）液体取样脱气后未稀释气体样品；（6）液体样品脱气后稀释气体样品。

三、气体取样流程

PSS气体取样子系统用于从安全壳气体收集气体样品。气体取样部件、阀门和管道与液体样品使用同一个手动取样盘。安全壳大气取样点在安全壳再循环风扇东西两侧，正常运行时通过安全壳外的安全壳大气放射性监测装置进行连续监测，装置内有容积泵可对安全壳大气连续抽取。样品经过安全壳大气放射性监测装置，可以自动获得F18颗粒和放射性气体的相关参数，从而可以在反应堆于20%热功率以上时，对反应堆冷却剂压力边界泄露情况进行检测。气体经过装置后又通过泵的作用返回安全壳地坑，减少废气的产生。当有需要时，可以通过取样盘取出安全壳大气样品。取样时关闭安全壳大气放射性监测装置，并通过取样盘内的喷射器使取样盘内产生负压，从而使得安全壳大气样品可以进入取样盘，喷射器由取样盘外的氮气瓶进行供气。安全壳内的大气样品在取样盘内可以获得两种不同的样品：一种是未稀释过的，用于正常运行时取样；另一种是使用氮气稀释过的，用于事故后取样。

四、一回路取样系统特点

1.安全壳贯穿件少

AP1000一回路取样系统只有4条管线穿过安全壳，由于其液体取样共用两条管线，在保证冗余的同时大大减少了贯穿件的数量。

2.可以对一回路的锌含量进行取样

通过维持RCS热段的连续流量，使取样管线的锌氧化层达到饱和，从而使最终取得的样品能够代表主系统内的锌含量。

3.可在事故后和一回路压力低条件下进行取样

PSS设置了喷射器，可以在事故后和停堆时提供液体取样的驱动力。

五、改进之处

由PSS取样点选取原则可知，PSS不包括安全壳外一回路就地取样点，这些取样点中包括余热排出热交换器、乏燃料池冷却系统、、WLS脱气塔、、WLS排放、WLS流出液暂存箱、WLS废液暂存箱、WLS监测箱、WLS化学废液箱、WLS离子交换床、WGS入口，延迟床出口和活性炭床房间。

这些手动取样阀所在区域放射性较高，且阀门无屏蔽防护措施，取样时需要拆卸管帽，连接软管，取样后还需要恢复管帽，延长了取样时受到辐射的时间，增加了化学人员所受剂量，同时增加了放射性废物。建议在这些阀门处增加管线引至附近地漏上方，缩短取样时间。

参考文献：

[1]鲍文军，运行值班员岗位指南-核岛；

[2]顾军，AP1000核电厂系统与设备[M]，原子能出版社，2010，4。