郑伟
辽宁红沿河核电有限公司 辽宁省大连市 116000
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的可行性。
关键词：核电厂、安全阀、定值优化、PSA、概率风险分析
1定值修改背景
1.1VVP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压力的110%。
1.2VVP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%。
1.3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，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
在GB/T 12243-2005（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。
2概率安全分析
2.1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。
2.2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。
2.3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。
3外界安全阀定值修改应用经验
在EDF机组中，GRISS SAPAG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。
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%。
4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
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[3]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
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[6]OPERATION AND MAINTENANCE MANUAL—STEAM GENERATOR SAFETY VALVES，PGX42EOM053FCAE45SS，Rev.E4，2016
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