反應堆冷卻劑系統承壓邊界是三道屏障(燃料包殼、反應堆冷卻劑承壓邊界和安全殼)的第二道屏障，包括蒸汽發生器一迴路側。其中蒸汽發生器傳熱管既是第二道屏障又局部地起第三道屏障的作用，因為一旦傳熱管破損，放射性將隨蒸汽直接進入安全殼以外的大氣。在核電廠運行期間，通過安全殼廠房和相關工藝系統的放射性監測、冷卻劑收集容器和疏水系統的過程量測量和報警以及反應堆冷卻劑系統泄漏率測量等手段對反應堆冷卻劑系統承壓邊界的完整性進行有效監督。
基本介紹
- 中文名：反應堆冷卻劑系統承壓邊界完整性監督
- 外文名：monitoringof integrity of reactor coolant system pressure boundary
反應堆冷卻劑系統泄漏率測量,可識別泄漏和不可識別泄漏的監督,限值與運行對策,
反應堆冷卻劑系統泄漏率測量
分別記錄兩個時刻(一般取兩小時的時間間隔，時間間隔越長，試驗結果越精確)穩壓器的水位、容控箱的水位以及一迴路的平均溫度，通過總體積平衡法，計算出一迴路的總泄漏率，用Fp表示。這種試驗是每天定期進行的。試驗前不要使控制棒處於插入或提升極限位置，以避免試驗期間作加硼或稀釋的操作。試驗前還要使容控箱有足夠高的水位，試驗期間不需要自動補水。根據每天試驗的結果，對一迴路的泄漏率進行趨勢跟蹤。
以大亞灣核電廠為例，泄漏率的計算公式為
L/h
式中N1表示試驗初始狀態時容控箱的水位，cm；N2表示試驗終止時容控箱的水位，cm；N3表示試驗初始狀態時穩壓器的水位，cm；N4表示試驗終止時穩壓器的水位，cm；T1表示試驗初始狀態時一迴路的平均溫度，℃；T2表示試驗終止時一迴路的平均溫度，℃；Δt = t1﹣to，h；其中to表示試驗開始時刻；t1表示試驗終止時刻。
可識別泄漏和不可識別泄漏的監督
當泄漏通過設計措施收集並引導到已標識的容器(安全殼除外)而且流入該容器的總流量可以測量，則此泄漏稱為可識別泄漏，用Fq表示；上述定義未包括的所有情況下的泄漏稱為不可識別泄漏，用Fnq表示。
顯然，總泄漏率、可識別泄漏率和不可識別泄漏率之間的關係為
Fp =Fq +Fnq
冷卻劑可識別泄漏的監督手段主要有冷卻劑的各種疏水箱和收集容器的液位指示，以及某些管道的溫度探頭的報警裝置。例如穩壓器安全閥的泄漏可通過安全閥上游管線的高溫報警和穩壓器卸壓箱水位增加來判斷，並通過水位的變化計算泄漏量。
冷卻劑不可識別的泄漏將通過各種途徑釋放到安全殼中。其監督手段主要有安全殼地坑水位監測、安全殼放射性氣體濃度監測、安全殼壓力和溫度監測及冷卻劑泵隔間收集箱水位監測等。
蒸汽發生器傳熱管完整性放射性監測
蒸汽發生器傳熱管發生破裂時，具有放射性的反應堆冷卻劑漏入二迴路，因此對蒸汽發生器傳熱管破損監測是通過放射性監測的方法實現的，可使用三套不同的監測系統：
(1)蒸汽發生器排污取樣監測系統 從蒸汽發生器排污水取樣，經降溫降壓後，進入測量裝置，測量其總g放射性濃度。該測量裝置為碘化鈉閃爍探測器，其反應時間一般需3min。
(2)主蒸汽管道外g輻射監測系統 N是O經過堆芯時被活化而產生的，其半衰期為7.13s，放出強g射線。在傳熱管破裂後，一迴路冷卻劑漏入二次側，主蒸汽中就會出現N。測量的方法是在主蒸汽管道四周安裝4個g計數管探測器。由於蒸汽流速快，所以當發生傳熱管破裂時，能夠較快反應出來。
(3)凝汽器真空系統輻射監測系統 通過抽取凝汽器真空系統排放管中的氣體，使其進入測量裝置，該測量裝置為電離室探測器，測量氣體中的b放射性。
上述放射性測量系統是線上監測系統。當所測量的放射性濃度達到或超過預先設定的閾值時，由測量數據處理單元觸發相應報警並傳送到主控制室。
限值與運行對策
核電廠正常運行期間 ，對泄漏率和放射性濃度進行連續的趨勢跟蹤。當其趨勢增長時，立即採取相應的查漏和原因調查等行動。
運行技術規格書除規定總泄漏率限值外，還另行規定了一個不可識別泄漏率的限值，而且後者的量值遠小於前者。這是因為對於位置不能確定的泄漏，無從評估它對安全的影響；或因為即使可以確定其位置，但不能區分出其泄漏率，也就不能監測其發展趨勢。
技術規格書規定，當不可識別泄漏率大於230L/h時，必須在4h之內使處於功率運行或熱備用模式的機組後撤到熱停堆模式，隨後24h內還必須將機組後撤到正常冷停堆模式。
對於可識別泄漏，要密切監視和分析泄漏的發展趨勢，並採取相應對策。例如反應堆壓力容器頂蓋法蘭有內外兩道密封環，當探測到內環有泄漏時，應關閉泄漏探測管線上的閥門， 以減少泄漏率，防止密封面被漏流損傷，這種情況下機組最多只允許運行15天，然後要停堆更換密封環。
技術規格書規定，當總泄漏率大於2300L/h時，必須不延遲地使機組狀態後撤，並在11h內將機組達到正常冷停堆模式。
技術規格書規定，當蒸汽發生器從一次側向二次側的泄漏率大於44L/h時，必須在13h內將機組後撤到維修冷停堆模式。在蒸汽發生器傳熱管破裂的事件中，只要裂紋長度不大於13.5mm，則穿透故障就不可能引起傳熱管爆裂。這相當於在額定工況下，一次側向二次側的泄漏率約為44L/h。
