1 项目背景

主蒸汽系统（VVP）暖管是指通过主蒸汽系统旁路阀实现对主阀下游管系及设备的预热。通过对核电厂相关运行程序的梳理，发现大修上行阶段，暖管活动向来安排在零功率物理试验之后，但该操作处于大修关键路径上，将占用关键路径约2.5小时，如果能在反应堆处热停堆状态下达临界操作时进行VVP暖管，将实现大修工期的优化。通过查询当前电厂的相关文件对VVP暖管的规定，运行上游文件总体程序 《从NS/RRA模式过渡到RP模式热备用状态》和系统运行程序《主蒸汽系统回路准备（包括核岛和常规岛部分）》均表明在一回路温度大于260℃后，如有足够的余热用以维持反应堆冷却剂系统（RCS）温度和压力并提供暖管所需的热量则允许暖管，可初步地判断热停堆暖管是可行的。但电厂目前没有具体的实践经验，本文将在工程判断和确定论分析相结合的基础上进行该工况下暖管可行性的分析，并给出具体的操作建议。

2 工程判断

在反应堆达临界后且有一定功率时暖管更为容易实现，这是因为反应堆冷却剂系统所含能量比热停堆工况时更多，而且有些能量含在燃料中，这些能量为暖管操作提供了热源，而临界后即使发生蒸汽事故排放，事故后果与热停堆工况相比没有那么严重，热惯性推迟了达到相应于热停堆工况下的温度所需的时间。

《机组处于NS/SG模式热停堆》规定“在向临界接近期间或在低功率期间，必须避免进行任何可能导致温度和硼浓度突然变化的操作”，机组处于热停堆状态实施VVP暖管的工况下一回路的热负荷较小，需要考虑增加相应的控制措施，以保证实施过程中一回路温度和硼浓度稳定。此时一回路的热负荷主要通过大气释放阀（GCTa）和VVP旁路阀导出，假设通过GCTa的流量为Q1（见图1），通过VVP旁路阀的流量是Q2，针对特定的大修，上行反应堆维持在热停堆状态时，SG的产汽量基本是恒定的，即Q1+Q2基本恒定。假如主阀关闭，旁路阀维持在一定开度，则蒸汽联箱压力为P2为0时Q2最大，对一回路影响也最大，这种情况包络了以上列举的导致二回路用汽量变化的所有模式。所以，我们只要找到合适的旁路阀限制开度，保证P2为0的条件下，仍有合适的Q1使GCTa仍具备调节一回路温度的功能，就既可以保证反应堆的安全，又能在临界前及逼近临界期间进行暖管。

  

图1 暖管过程示意图Fig.1 Pipe heating process

3 确定论分析

3.1 定性判断

为了避免温度和硼浓度的突然变化，VVP暖管的一回路产生的热量和二回路排出的热量应该几乎相等，表1给出了暖管过程主要可以利用的热源和热阱。在暖管之前可以进行简单的能量守恒计算，判断方案的可行性，具体的计算公式如下：

 

式中：W1：主泵的热量；

W2：稳压器加热器的热量；

根据电阻计算公式：，可知R跟电缆的长度和粗细有关，电缆越长，电阻越大，而电缆越粗，电阻越小。为减少压降，需要减少电缆本身的电阻。此次设计，采用6平方毫米（6×10^-6㎡）的铜线（铜线的电阻率为ρ=1.75 ×10^-8），取L=100m，由此得出，R= (1.75 ×10^-8×100)/(6×10^-6)=0.29Ω。由此得知电阻不大，对电压压降影响不大，通过实验也验证了相关结果。

W3：堆芯余热；

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保守考虑此时处于零功率，稳压器加热器关闭，主泵运行，APG（蒸汽发生器排污系统）的流量为0，所有的给水都转化为蒸汽，在此种情况下若要维持一回路状态稳定，暖管的流量不应该超过3.8 kg/s，即VVP143/144/145VV的开度设置为7%是合适的。

1.2.1 分组 将2011年8月—2012年1月4个病区的住院患者和护士设为对照组，按照医院跌倒管理制度实施常规跌倒安全教育和管理。将2012年2—7月4个病区的住院患者和护士设为实验组，实施系统化的跌倒安全管理。两组患者年龄、性别等比较差异无统计学意义。

通过以上的定性判断初步得出结论暖管是可行的，为了进一步论证，利用轻水堆瞬态分析软件RELAP5/MOD3，搭建了核电厂模型，并模拟了热停堆工况和旁路阀暖管操作，具体的参数如表3所示。

H1：7.52 MPa下饱和蒸汽焓值；

H2：7.52 MPa下饱和液体焓值；

H3：给水焓值。

 

表1 暖管相关计算参数Table 1 Pipe heating calculation parameters

 

Q2：VVP旁路阀的流量；

根据初始设计文件VVP系统设计手册《PKX17VVP002BS0045GN》规定：“允许在蒸汽发生器达到0.3 MPa（绝对）时，开启蒸汽管线旁路阀，以加热隔离阀下游的主蒸汽管线，隔离阀下游各管线加热所需的饱和蒸汽量，在蒸汽压力为7.6 MPa（绝对）时约22 t”。如果暖管过程保持为最大蒸汽流量3.8 kg，大概仅需要1.6 h。实际上开始暖管至零功率物理实验结束之间的时间较长（将近1 d的时间），即使单位时间内的暖管流量只有最大值的二分之一，也可以完成暖管。

（3）是否有提出反对意见。在某些错误中，执行人对于上级领导或者其他制约主体提出的方案无法拒绝执行，在一定程度上存在着客观不能。在这些情形中，需要观察和研究具体的事由以及是否有提出反对意见、反对意见的大小、与危害结果发生之间的因果关系大小进行综合判断，而非一概地进行否定和追责。

在此基础上分析了大气释放阀的不同控制方式对一回路参数的影响，将其中一个阀门整定值设置为7.52 MPa，其余两个阀门设置为7.55 MPa的工况记为case1，和三个阀门整定值均设置为7.52 MPa的工况记为case2，将其中一个阀门整定值设置为7.52 MPa，其余两个阀门设置为7.57 MPa的工况记为case3。假设在稳态运行1 000 s之后，操作员设置APG和蒸汽发生器给水流量，并打开VVP旁路阀，结果如图2所示。

 

表2 堆芯剩余衰变热统计（MW）Table 2 Residual decay heat of core

 

除了堆芯余热和主泵的热量，操作员也可以充分利用一、二回路热源和热阱，如投运稳压器加热器，调节APG流量，控制二回路除氧器和疏水器的运行状态，并在暖管过程中对VVP阀门开度进行控制，保证暖管活动的成功。

Sarcevic用概念分析法探讨了mortgage和hypothèque的关系。虽然两者都体现的是法律上的债务担保,但外延含义有所差别。Hypothèque的担保没有转移财产的所有权,而mortgage表达的是需要转移所有权。因此,二者在法律功能或法律效力上并不完全对等[5]186。

3.2 特定的暖管方案计算

Q3：给水流量；

W4：其他热源；

 

表3 计算的具体参数Table 3 Specific parameters of the calculation

 

一个主蒸汽旁路阀的流量在7.5 MPa下是60 t/h，根据定性判断中的公式，将三个旁路阀开度均设置为6%作为基本工况。

此外，机组在停堆后有一定的余热，表2给出了某同类型机组某循环的堆芯余热随时间的变化，可以看到，即使在停堆后第50天，堆芯余热依然大于3 MW。

在阴山沟向斜北翼的二叠系岩层中，存在一典型的正断层(图3).该断层上盘下降，下盘上升，断裂面出现短距离的岩层位移，并且断层上下盘岩层的对比关系清晰，岩层移动时的拖曳现象明显.通过此断层现象，可以分析出此处岩层的受力强度及受力方向.

  

图2 三个大气释放阀总流量Fig.2 Total flowrate of three GCTas

由图2可知暖管过程中三种方式控制大气释放阀均可以实现一回路温度和压力的稳定。case1由于三个阀门整定值不一致但相差较小，计算表明整定值较低的阀门频繁地开启，但流量较小，另外两个阀门在稳态时以较低的频率开启，进入瞬态后不再开启；case2由于三个阀门整定值一致，三个阀门同时开启和关闭，总流量较大；case3由于三个阀门整定值不一致且相差较大，所以稳态和瞬态都仅有一个阀门频繁地开启，相对来说单位时间内的阀门总释放量较小，但开启的时长较长，所以case3一回路温度，压力和停堆裕量波动范围最小，其中温度波动范围约为1℃，压力波动约为 0.1 MPa，停堆裕量波动约为100 pcm，幅度均较小，此外，该方案还可以显著降低大气释放阀门同时误开启的概率和后果。因此建议考虑case3的控制方案，将case3记为基本工况caseA，进行长期的计算分析，具体参数变化情况如图3至图10所示。

  

图3 反应堆冷却剂系统平均温度Fig.3 Average temperature of reactor coolant system

  

图4 一回路压力Fig.4 Primary pressure

  

图5 反应性Fig.5 Reactivity

  

图6 主蒸汽旁路阀阀门流量Fig.6 Flowrate of steam bypass valve

  

图7 大气释放阀单个阀门流量Fig.7 Flowrate of one GCTa

  

图8 一二回路压力Fig.8 Primary&secondary pressure

  

图9 反应堆冷却剂系统平均温度Fig.9 Average temperature of reactor coolant system

  

图10 暖管总流量Fig.10 Total flowrate of pipe heating

该方式类似于在暖管过程中通过控制阀门开度始终保证特定暖管流量，计算分析表明可以实现暖管过程中保持一回路状态稳定，且整个大气释放阀阀门始终有开度。在此基础上考虑下游蒸气管线的压力上升，将该工况记为caseB。其中背压的取值考虑和暖管的总流量成正比，当暖管的总流量达到22 t时下游压力为7.5 MPa，具体参数变化如图11至图15所示。

  

图11 主蒸汽旁路阀阀门流量Fig.11 Flowrate of steam bypass valve

  

图12 大气释放阀单个阀门流量Fig.12 Flowrate of one GCTa

  

图13 一二回路压力Fig.13 Primary&secondary pressure

  

图14 反应堆冷却剂系统平均温度Fig.14 Average temperature of reactor coolant system

  

图15 暖管总流量Fig.15 Total flowrate of pipe heating

计算分析表明，始终保持VVP阀门开度为6%时可以实现暖管过程中保持一回路状态稳定和暖管的完成，由于下游管线的压力上升，暖管流量后期一直在减小，所以花费时间上要比定流量更长。

⑪Demerouti，“Job crafting and extra－role behavior:The role of work engagement and flourishing”，Journal of Vocational Behavior，2015，91，pp．87 ～96．

在caseA的基础上，将给水总流量由16.2 t/h增大到27 t/h，并将APG流量由0变成15 t/h，并记为caseC，具体参数如图16至图21所示。

  

图16 主蒸汽旁路阀阀门流量Fig.16 Flowrate of steam bypass valve

  

图17 大气释放阀单个阀门流量Fig.17 Flowrate of one GCTa

  

图18 一二回路压力Fig.18 Primary&secondary pressure

  

图19 反应堆冷却剂系统平均温度Fig.19 Average temperature of reactor coolant system

  

图20 暖管总流量Fig.20 Total flowrate of pipe heating

  

图21 反应性Fig.21 Reactivity

计算分析表明，在caseC工况下虽然每台SG的给水流量仅改变了1 kg/s，APG总流量改变了4.17 kg/s，但一回路的温度和压力均出现了较为明显的降低，反应性也持续上升，显然不符合一回路稳定的要求。

4 建议

通过确定论计算分析发现在机组热停堆状态下，满足热停堆平台实施VVP暖管的热负荷需求，只要采取合适的控制措施，就可以实施成功，实现将VVP暖管调整到热停堆某一平台执行的预期目标。在热停堆工况下进行VVP暖管，应该注意以下几点：

（1）通过caseA的三个对比工况，建议暖管过程中GCTa阀门根据需要手动设置整定值，可以将其中一个阀门整定值设置得较低，其他两个环路的阀门设置得较高，即通过保持一定的差值避免三个阀门的同时动作引起的一回路参数的波动较大，但与此同时将差值限制在1 bar以内以防止三台蒸汽发生器的压差过大导致安全系统的误动作。

Q1：大气释放阀的流量；

（2）通过比较caseA和caseC，建议开始暖管时电厂根据实际情况通过定量计算选取初始的阀门开度，该开度对应的流量不应该超过定性计算得到的最大流量限值。暖管过程中，随着阀门下游管线压力的增加，可以根据暖管速度的要求适度增大VVP旁路阀开度，同时应该关注GCTa阀门的动作，如果GCTa有全关的现象，表明VVP阀门开启过大，将会导致一回路温度下降。

（3）通过caseA和caseC的比较可知，由于此时堆芯余热较低，一二回路参数的改变对暖管过程的一二回路的状态稳定性影响较大。因此建议蒸汽发生器的给水流量，APG流量，稳压器加热器，上充下泄等设置为定值，避免调节过程中出现参数变化过大导致一回路出现非预期性降温。当然，也可以考虑计划性调节，如APG流量影响暖管的效果，在暖管一段时间后停运APG后可以一定程度上增大暖管流量的限值。

（4）由caseA和caseB可知，仅通过主泵的热量可以实现暖管操作。由于热停堆期间堆芯余热较小，暖管过程应该保证主泵的运行，否则应详细计算和控制一回路的热源，确保一回路温度和压力的稳定。

（5）由caseC计算分析可知，如果阀门开度过大，但温度降低较为缓慢，操作员将有足够的时间通过观察GCTa是否开启来判断阀门的开度是否合适的，也可以在发现暖管状态异常时及时关闭旁路阀门，这意味着对于暖管过程中短期的阀门流量略大是可以接受的。

（6）从caseC可知，一旦发生二回路导出的热量大于一回路产生的热量，一回路温度降低和堆芯反应性增加的趋势较为明显，GCTa将不再开启。但即使发生VVP旁路阀误开启事故，暖管的总流量将迅速达到22 t，由于上下游压力的平衡，旁路阀将不再有流量，即使不触发保护信号，堆芯也是安全的。

5 结论

无论是工程判断，还是确定论分析均表明在热停堆平台实施VVP暖管只要在采取措施合理控制APG排污量、给水流量、GCTa整定值和VVP主隔离旁路调节阀的开度等是可以满足实施条件要求的；如果由于调节的偏差导致一回路温度压力缓慢降低，操作员有一定的时间关闭旁路阀；如果发生VVP旁路阀误开启事故暖管总流量将较快达到22 t从而停止暖管，即使不触发保护系统动作或者人员干预堆芯也是安全的。通过本次优化将可直接节约关键路径2.5 h，并可以延长暖管的时间，减少对设备冲击，并提前发现蒸汽联箱及其下游管系可能存在的缺陷。但是此时暖管是否成功和暖管效率对一二回路参数较为敏感，为了确保控制方式合理，降低风险和提前了解物理现象，建议实施前根据具体的参数进行热工水力分析。

渣锁斗开关阀阀芯形式为球阀，口径最小为DN350，最大为DN400，关闭差压达5.2 MPa，因而阀门开关过程中所需要的力矩非常大。如果采用气动执行机构有如下缺点:

参考文献：

［1］ HAF102，核动力厂设计安全规定［S］.

［2］ 核动力研究设计院，岭澳核电厂3、4号机组最终安全分析报告［R］.

Docker仓库（Docker Registry）是存储容器镜像的管理仓库。一个镜像里可以包含Web 应用所需的运行环境，镜像既可以包含一个完整的 Redhat 操作系统，也可以仅包含一个Tomcat等应用需要的其他序。镜像是基于AUFS文件系统的只读层，当需要修改当前层文件的时候，AUFS 会在镜像层的基础上创建可读写的容器层，因此可以通过镜像同时启动多个底层文件共享却相互隔离运行的容器。