核电厂VVP系统安全阀动作整定值优化修改的案例分析 摘要：本文对核电站在执行主蒸汽供应系统（VVP）安全阀整定值试验时，多次出现试验结果超出验收准则的情况进行介绍，综合考虑了相关的
标准
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要求、运行裕量、适用的安全分析和外部经验反馈等，评价VVP安全阀动作整定值优化修改
方案
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的可行性。关键词：核电厂、安全阀、定值优化、PSA、概率风险分析定值修改背景VVP系统功能VVP安全阀用于提供蒸汽发生器和主蒸汽管道的超压保护，其辅助功能还包括：排出能量以防止一回路超压和过热，限制蒸汽释放量和速度以防止堆芯过冷。在瞬态和事故工况下，安全阀可以保证将蒸汽发生器和主蒸汽管线的最大压力不会超过其
设计
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压力的110%。VVP安全阀整定值优化必要性分析根据红沿河核电厂《安全相关系统和设备定期试验监督要求》（简称《监督要求》）每台机组每年执行一次VVP安全阀在线压力整定试验，其目的是通过相应的检查及调整以确保这些阀门的整定压力合格。当前核电厂《监督要求》中，关于VVP安全阀整定值试验的验收准则是：第一组（2个阀门）：8.5±0.1MPa.a；第二组（5个阀门）：8.7±0.1MPa.a。VVP安全阀属于弹簧式安全阀，由于VVP系统的压力较高，安全阀采用较粗的弹簧，随着弹簧直径的增大弹簧的精度也随之降低，从而导致VVP安全阀精度不高。当前《监督要求》中对VVP安全阀整定值的误差范围要求的精度为±0.1MPa，但在实际的校验过程中，考虑了专用试验工具NSH综合误差±0.012MPa，VVP安全阀实际的校准范围为±0.088MPa，对整定值误差范围要求的精度较高。因此，电站在执行VVP安全阀整定值试验时，多次出现试验结果超出验收准则的情况。通过数据统计，按照目前《监督要求》的验收准则范围，红沿河核电厂VVP安全阀整定值试验不合格阀次有76个，试验不合格率为13.4%。而将验收准则范围从（+0.1，-0.1）MPa扩大到（+0.1，-0.2）MPa后，不合格阀次有49个，试验不合格率为8.6%，试验不合格率将降低35.8%。可行性分析通过采用确定论和概率论相结合的风险指引性综合决策
方法
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，从运行经验反馈、传统工程评价和概率安全分析角度出发，拟对核电厂《监督要求》中VVP安全阀整定值试验的验收准则范围从“8.5±0.1MPa.a”优化修改为“MPa.a”、“8.7±0.1MPa.a”优化修改为“MPa.a”。在GB/T12243-2005（弹簧直接载荷式安全阀）中，规定了安全阀整定值压力极限偏差，当VVP安全阀整定值压力＞0.5MPa，规定的整定压力极限偏差为±3%整定压力，即对应的第1组安全阀和第2组安全阀的整定压力极限偏差分别为±0.255MPa和±0.261MPa，拟议变更满足上述行业标准规定的偏差要求。机组正常运行时二回路的最高压力为7.6MPa.a（热停堆工况），厂家保证的最低密封压力值为整定值的94%。VVP安全阀整定值范围变更后，阀门的整定值下限值为8.3MPa.a，对应的密封保证压力为8.3MPa.a*94%=7.802MPa.a，密封余量为7.802-7.6=0.202MPa，因此，拟议变更不会影响安全阀的密封性，不影响安全阀的正常运行。概率安全分析定性分析：VVP安全阀整定值范围变更后，在瞬态导致二回路压力升高时容易触发安全阀开启，如果安全阀打开后不回座，就等同于主蒸汽管道小破口。相比较正常情况，增加了蒸汽管道破口发生频率——瞬态事故叠加安全阀卡开。定量分析：通过红沿河核电厂PSA模型进行定量计算得出：瞬态工况下VVP安全阀开启使得功率工况CDF和LERF增量均小于风险可接受准则1.00E-06/堆年和1.00E-07/堆年（参考NNSA-0147）。SGTR事故情况下：根据VVP安全阀整定值试验数据，结合正态分布特点，VVP安全阀整定值范围变更后漂移到7.85MPa.a以下的概率是：3.24E-10。VVP安全阀过水卡开的概率是：0.1，则变更后导致的VVP安全阀过水失效的概率增量为3.24E-11，该值远小于PSA模型中所考虑的VVP安全阀过水失效概率（模型中4E-05），因此，变更后对SGTR事故缓解的影响可以忽略。安全分析结论：通过概率安全分析结果表明，拟议变更对始发事件和缓解功能的影响均可以忽略，带来的机组风险增加量很小，满足风险指引型决策中关于“风险增加量很小”的原则要求，通过对比NNSA-0147中的风险可接受准则，确定了该项变更的可接受性。外界安全阀定值修改应用经验在EDF机组中，GRISSSAPAG安全阀主要应用于1300MW机组，与红沿河核电厂VVP安全阀的供应商一样。1988年，EDF对1300MW机组的VVP安全阀整定值容差向核安全当局提交了修改申请，将容差范围从（+0.1，-0.1）MPa修改成（+0.1，-0.2）MPa，获得了核安全当局的批准并于90年代初正式应用，实施期间未发生任何问
题
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。美国西屋标准技术规格书及其Base文件中，美国NRC采纳了ANSI/ASME的标准，对主蒸汽安全阀压力整定值的试验和监督作出如下要求：安全阀整定值有±3%整定值的可运行区间，监督过程中阀门重新标定的漂移区间为±1%。结束语终上所述，通过优化修改VVP安全阀动作整定值可以有效的提高VVP安全阀整定值试验的合格率，本文从确定论和概率论的角度综合评估了变更的影响，评价时考虑了相关的标准要求、运行裕量、适用的安全分析和外部经验反馈等。评估结果表明，拟议变更是可行的，引起的风险增量很小（忽略不计），满足各项准则和电厂实际需求。参考文件辽宁红沿河核电厂1、2号机组最终安全分析报告，AAX00620001DOZJ02GN，Rev.F，2020红沿河核电厂3、4号机组最终安全分析报告，AAY00620001LHNP02GN，Rev.D，2020红沿河核电厂1、2号机组安全相关系统和设备定期试验监督要求，011-AA-P-TD-J15-001，Rev.10，2020红沿河核电厂3、4号机组安全相关系统和设备定期试验监督要求，011-AA-P-TD-J15-002，Rev.7，2020弹簧直接载荷式安全阀，GB/T12243-2005OPERATIONANDMAINTENANCEMANUAL—STEAMGENERATORSAFETYVALVES，PGX42EOM053FCAE45SS，Rev.E4，2016堆芯定值保护（物理限制线及ΔT保护通道定值），AAX21400030ZBNF18GN，Rev.A，2013核安全译文，NNSA-0147，概率风险评价用于特定电厂许可证基础变更的风险指引决策方法，2011Memo-488，informationforjustifyingtheenlargementoftolerancefrom–1barto-2bars，2006Memo-1498，VVPsafetyvalvessetpressuretest，2016NUREG-1431，StandardTechnicalSpecificationsWestinghousePlant.USNRC，2012 -全文完-
浙公网安备 33021202002483