M310机组硼表不可用对大修的影响及其应对策略

李得青　李可健

摘  要：反应堆冷却剂硼浓度调整是M310机组控制反应性的重要手段，其精准控制的前提是硼浓度的准确监测，硼表是专门用于监测反应堆冷却剂硼浓度的仪表。M310机组采用的离线式硼表，在不同机组状态下的在线方式不同，技术规范对其可用性的要求也不同。为了大修期间机组正常上下行，需确保不同模式下硼表的可用性。本文总结了硼表的不同在线方式，将可能引起硼表不可用的因素进行整理分类，并提出硼表故障的应对策略，以确保及时准确地应对硼表故障，避免对大修工作产生影响，保证一回路硼浓度准确监测，保证堆芯安全。

关键字：硼表;不可用;技术规范;大修

1.引言

M310机组通过调整硼浓度使反应堆临界，改变功率，补偿氙毒，补偿燃耗，展平堆功率，提供足够的负反应性使堆芯维持在次临界状态等等。因此需对反应堆冷却剂中的硼浓度进行实时准确的监测。M310机组的运行经验中，硼表常因其自身或者辅助设备的故障而不可用，大修期间的硼表不可用影响机组状态控制。需明确大修期间，各个机组模式对硼表的要求及硼表不可用的影响，并且整理分析导致其不可用的故障类型，给出排查与处理建议，以指导快速排查消缺，恢复硼表可用。

2.硼表

硼表可分为在线和离线两种类型，基本测量原理均是“中子吸收法”，由中子源发射出的中子穿过一回路冷却剂，中子与冷却剂中的硼发生核反应，通过测量中子通量的变化来实现测量冷却剂中硼浓度的目的。M310机组均使用离线式硼表，即需将一回路冷却剂引入专门的硼表测量回路中，测量回路如图1所示。

2.1 不同机组模式下硼表的在线

离线式硼表为保证足够的反应堆冷却剂引入，回路上下游需具备足够的压差。M310机组大修时，主泵启停、RRA泵启停、容控箱投退，均会对硼表回路的压差产生影响，故大修期间，需根据机组的不同状态，对硼表回路的在线进行切换，以保证硼表的准确监视。

2.1.1 在线方式一

机组正常运行时，主泵处于运行状态，一回路和容控箱之间的压差可以保证取样流量，取样返回容控箱可使样品得以回收。此时硼表在线方式为：冷却剂由热段取样管线引出，经两级冷却后通过硼表和流量计返回容控箱。

2.1.2 在线方式二

机组下行，当RCP温度降低到120℃时，稳压器汽腔消除，可停止稳压器汽侧吹扫，从而释放出硼表的取样管线，故将硼表取样点转至RRA泵出口，以便在主泵停运后获得足够的压差。此时硼表在线方式为：冷却剂由余排热交换器上游引出，经两级冷却后通过硼表和流量计返回容控箱。

2.1.3 在线方式三

机组继续下行，当一回路压力降至0.7MPa.g时，为应对后续容控箱无法再回收硼表的取样介质，需再一次改变硼表在线。此时硼表在线方式为：冷却剂由余排热交换器上游引出，经一级冷却后通过硼表和流量计返回RCP二环热段，而不返回容控箱。

机组上行时，硼表测量回路在线方式同样需根据机组状态不同而进行切换，顺序与下行相反。当一回路充水排气结束后，硼表在线由方式三改为方式二，当主泵启动之后，硼表在线由方式二改为方式一。

2.2.技术规范对于硼表可用性的要求

技术规范各模式对硼表不可用的具体要求如表1所示。

3. 硼表不可用的类型及其应对策略

机组下行时，若硼表在线无法从方式三切换至方式二，则无法执行停运主泵的操作。若无法从方式二切换至方式一，产生硼表不可用的故障，则机组状态无法由NS/RRA继续下行至MCS。反之亦然，硼表的可用性制约机组上行时的状态转换。

基于硼表可用性在机组上下行时的重要性，必须针对其常见的故障制定对应的识别手段和应对策略。

3.1 硼表自身故障

硼表自身故障类型如表2所示，其识别主要依靠就地机柜或者主控室的报警，三种导致硼表不可用的因素，会在就地机柜侧出现硼表不可用提示，同时该提示信号通过硬接线送往DCS 1层，在DCS 2层触发REN055KA1。

该类型故障若出现，根据就地机柜确认原因，通过更新硼表系统、退出自检模式、参数校正等方式，即可恢复硼表可用。

3.2 取样流量不足

取样流量不足的原因通常为两种：硼表取样回路的阀门、部件内漏或外漏，阀门、部件堵塞。

針对阀门、部件内漏或外漏的缺陷，需针对不同模式下的硼表回路在线方式，确定专门的排查思路和隔离思路，以快速应对内外漏缺陷，及时恢复硼表可用性。将硼表在线分为取样口至手套箱、手套箱、手套箱至回收点三部分，通过管线检查及对应区域地坑液位变动情况，确认具体外漏地点。通过自上而下分段隔离与超声测水相结合的方式，确认具体内漏位置。

明确内外漏位置后，通过隔离解体、在线堵漏等方式可恢复硼表可用，同时为应对无法隔离等特殊情况，可考虑为硼表取样回路设置冗余管线、冗余流量计的方式，增加硼表可用性的裕度。同时为更好地消除取样回路内外漏缺陷带来的影响，可考虑将离线式的硼表改为在线式的仪表，取消取样回路。

3.3 取样偏差超限

基于硼表的测量原理，其准确度与中子源强度，中子穿过冷却剂的覆盖度等因素有关系，在线硼表与取样硼浓度存在一定的偏差是客观现象。

针对该故障，应对策略是明确不可用的偏差范围，并且针对不可用数值，制定干预定值。通过运行人员与化学人员的每日巡检，监视硼表与取样硼浓度的偏差，到达干预定值后，及时通过调整硼表参数、零点补偿等方式缩小偏差，确保硼表的测量偏差不超限而保证其可用性。

4. 结论

综上所述，硼表的正常运行对于M310机组的反应性精准控制、误稀释事故预防等起到了非常重要的作用，技术规范中，不同机组状态对硼表的可用性提出了不同的要求，为了大修期间机组上下行可顺利进行，需及时准确地应对硼表的故障。针对当前M310机组使用的离线式硼表，本文分析了其不可用对大修期间机组的影响，同时将导致硼表不可用的因素进行整理分类，并针对不同类型的故障提出识别排查与应对的建议策略，以指导快速排查及消缺，恢复硼表可用，保证机组硼浓度准确监视，确保堆芯反应性精准控制。

参考文献

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