試驗(yàn)期間堆本體TSD的實(shí)施

顧新榮

（海南核電有限公司 海南昌江）

一、前言

冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)是核電站調(diào)試的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，試驗(yàn)的執(zhí)行質(zhì)量，關(guān)系著電站的調(diào)試工期和機(jī)組的安全穩(wěn)定。壓力容器作為試驗(yàn)的關(guān)鍵部分，根據(jù)調(diào)試大綱要求，在冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)期間，作為一回路壓力邊界，過濾、收集一回路的雜質(zhì)。為此，需要建立 4個 TSD（Temporary Special Device，臨時設(shè)施）項以滿足試驗(yàn)要求。

二、TSD的實(shí)施

1.堆芯差壓測量裝置

根據(jù)核電站調(diào)試大綱的要求，在電站調(diào)試Ⅰ，Ⅱ階段（冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)）執(zhí)行反應(yīng)堆冷卻劑過濾試驗(yàn)RCP 50，用來監(jiān)測在主泵運(yùn)行期間壓力容器下堆芯板過濾器前后的壓差ΔP以防止超過0.133 MPa，反應(yīng)一回路的異物程度。為此，需要制作一套堆芯差壓測量裝置（圖1），其中，差壓測量管線（Delta-P Tube）為廠家提供，測量回路根據(jù)上游設(shè)計文件自行制作。

差壓測量管線從堆芯儀表間指套管密封段組件端口，沿著指套管導(dǎo)管插入到壓力容器下堆芯板，測量點(diǎn)在堆芯坐標(biāo)位置為D7、L7（ 高壓端、低壓端）。在堆內(nèi)儀表間中對應(yīng)貫穿件坐標(biāo)為 C2、M2（ 高壓端、低壓端），圖 2。

圖1 堆芯差壓測量裝置示意圖

高壓測量管（High Pressure Measurement Tube）插入到堆芯過濾器濾網(wǎng)的前端，作為壓力測點(diǎn)；低壓測量管（Low Pressure Measurement Tube）插入到堆芯盲過濾器的后端，作為壓力測點(diǎn)。在正式插入之前，需要調(diào)整測量管線的長度，步驟：①打開指套管導(dǎo)管上的手動隔離閥；②用壓縮空氣吹掃指套管導(dǎo)管；③插入高壓測量管直至接觸到堆芯過濾器濾網(wǎng)；④標(biāo)記高壓管線背法蘭與密封段組件后法蘭的距離；⑤拔出指套管；⑥割掉高壓測量管線的頭部（過濾器側(cè)），剪切長度為：標(biāo)記的高壓管線背法蘭與密封段組件后法蘭的距離25 mm，并打磨切口；⑦插入低壓測量管線直至背法蘭接觸到指套管密封段組件后法蘭；⑧臨時安裝L7位置盲過濾器，并將低壓測量管線從盲過濾器的通孔穿過；⑨在低壓測量管線上，盲過濾器上表面10 mm處做標(biāo)記；⑩拔出低壓測量管線，并在標(biāo)記處割除，打磨切口；11○正式安裝D7/L7過濾器組件。

正式插入測量管線步驟（圖3）：①插入兩根差壓管線直至管線背法蘭與密封段組件后法蘭接觸；②用專用工具鎖緊指套管密封段前螺母，力矩值：60±5 N·m（ 6±0.5 m·daN）；③用專用工具鎖緊指套管密封段后螺母，力矩值：60±5 N·m（6±0.5 m·daN）。④24 h后，對前螺母進(jìn)行力矩復(fù)查。

測量回路要滿足以下幾個要求：①水壓試驗(yàn)期間一回路最高壓力為22.8 MPa，測量回路設(shè)計壓力在25 MPa以上；②測量管線要便于拆卸維護(hù)，接口形式可靠，不易產(chǎn)生泄漏；③要為差壓表設(shè)計平衡閥、排氣閥。

基于這幾點(diǎn)要求，建議選用儀表標(biāo)準(zhǔn)配件。堆芯差壓管線末端連接形式為NPT外螺紋，下游的測量回路根據(jù)此接口，可依次設(shè)計為：轉(zhuǎn)換接頭，針型閥，三閥組，差壓計，型號規(guī)程參考表1。

在冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)壓力爬升階段，需要對測量回路進(jìn)行現(xiàn)場巡檢，如發(fā)現(xiàn)有泄露情況立即處理。主泵運(yùn)行期間，連續(xù)監(jiān)測記錄差壓表讀數(shù)。

一回路水壓試驗(yàn)結(jié)束后該裝置不拆除，但需要配合壓力容器下部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝，此時將差壓測量管線不完全拔出，頭部低于壓力容器底部筒體。在熱態(tài)功能試驗(yàn)結(jié)束后將整套裝置拆除。

2.臨時堆芯過濾器（ 圖 4～圖 5）

根據(jù)上游設(shè)計文件《反應(yīng)堆冷卻劑過濾試驗(yàn)規(guī)程》要求，一回路水壓試驗(yàn)前，在壓力容器下堆芯板位置安裝121組堆芯過濾器，其中一組盲過濾器（低壓測量管線通道），過濾器利用下堆芯板燃料組件定位銷定位，螺栓連接形式固定，止動墊片防松。

圖2 堆芯坐標(biāo)和RIC貫穿件坐標(biāo)位置對應(yīng)圖

圖3 差壓測量管插入后在密封段組件的狀態(tài)

表1 差壓測量回路材料清單

堆芯過濾器的安裝建議安排在水壓試驗(yàn)前壓力容器的扣蓋準(zhǔn)備階段，在下部堆內(nèi)構(gòu)件清洗工作結(jié)束后進(jìn)行，這樣可以保證整項工作的清潔度。安裝時下部堆內(nèi)構(gòu)件位于存放架上，工作人員通過吊籃下到下堆芯板，過濾器的安裝步驟如下：①檢查過濾器附件（壓緊螺栓、螺帽、止動墊片和銷子）齊全；②用酒精擦洗過濾器；③依次在121個堆芯坐標(biāo)位置安裝過濾器，其中L7為盲過濾器；④旋轉(zhuǎn)壓緊螺栓（序6），將壓緊螺栓的突出托架（序6a）對準(zhǔn)位于下堆芯板上相鄰的流量分配孔的中心；⑤向下移動過濾器組件并將它的2個定位孔（序1a）對準(zhǔn)兩個燃料組件定位銷，直至過濾器的方形底座（序1）接觸到下堆芯板的上表面（S）面；⑥旋轉(zhuǎn)壓緊螺栓（序6）180°以便將壓緊塊（序7）放入它的滑槽里（序1b）；⑦安裝止動墊片（序9）和螺帽（序8），用力矩扳手以65 N·m力矩擰緊螺帽；⑧向兩個方向彎曲止動墊片（序9）以鎖住螺帽。

步驟⑧中，止動墊片的設(shè)計厚度為2 mm，普通的敲擊方法彎曲困難，對此可以制作專用工具，利用長柄平口鉗來夾取翻邊。整個過程要做好異物控制。

臨時堆芯過濾器在冷態(tài)功能試驗(yàn)結(jié)束后不拆除，檢查有無異常，如附件缺失、松動等，發(fā)現(xiàn)異常立即修復(fù)。在熱態(tài)功能試驗(yàn)結(jié)束后，下部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝至存放架時，在下方墊白布來收集異物，并指出來源進(jìn)行分析，最后過濾器用酒精清洗后存放回原包裝，以備后續(xù)機(jī)組使用。

3.CRDM 過濾器（ 圖 6～圖 7）

根據(jù)上游設(shè)計文件《反應(yīng)堆冷卻劑過濾試驗(yàn)規(guī)程》要求，冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)期間，在壓力容器控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)（CRDM）下方安裝33組過濾器，防止異物進(jìn)入到控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，該項工作建議安排在水壓試驗(yàn)前壓力容器的扣蓋準(zhǔn)備階段，在壓力容器頂蓋內(nèi)表面清洗工作結(jié)束后進(jìn)行，這樣可以保證整項工作的清潔度。

圖4 過濾器在下堆芯板的分布

過濾器的安裝步驟：①壓力容器頂蓋就位于頂蓋存放間；②在壓力容器頂蓋下方垂直拿起過濾網(wǎng)，使卡環(huán)（序1）朝上，將卡環(huán)貼上隔熱套的下端面；③按圖中結(jié)構(gòu)安裝一個卡箍（ 序 7），螺栓（ 序 6）和螺母（序 4）以及開口銷 （ 序 5）；④用手?jǐn)Q緊螺母，使卡環(huán)緊固到位；⑤組裝其它兩組卡箍、螺栓、螺母和開口銷；⑥用力矩扳手?jǐn)Q緊3組螺栓、擰緊力矩 10 N·m；⑦按以上方法安裝其它的32組過濾器組件；⑧檢查所有的螺栓擰緊力矩為 10 N·m；⑨用止動墊圈鎖住所有的99個螺母。

CRDM過濾器安裝完成后，要重點(diǎn)檢查每個過濾器的止動墊圈有沒鎖緊到位。過濾器在一回路水壓試驗(yàn)結(jié)束后不拆除，檢查有無異常，如附件缺失、松動，發(fā)現(xiàn)異常立即修復(fù)。在熱態(tài)功能試驗(yàn)結(jié)束后，在壓力容器頂蓋下方墊白布來收集異物，并指出來源進(jìn)行分析，最后過濾器用酒精清洗后存放回原包裝，以備后續(xù)機(jī)組使用。

圖5 堆芯過濾器安裝圖

4.模擬指套管（ 圖 8）

根據(jù)上游設(shè)計文件要求，為了檢測一回路在水壓試驗(yàn)期間的泄漏率，在壓力容器底部中子通量測量導(dǎo)管的密封段組件管嘴處安裝36根約250 mm的模擬指套管（C2，M2兩個貫穿件通道除外，該通道安裝差壓測量管），作為一回路的壓力邊界。

圖6 CRDM過濾器分布圖

圖7 CRDM過濾器安裝圖

安裝步驟：①安裝O形密封圈（序22）；②插入模擬指套管；③選入螺母（序7），確認(rèn)螺母（序7）沒有超出管嘴（序2）的后端面；④推進(jìn)模擬指套管直至接觸到O形密封圈（序22），并壓緊在管嘴（序2）上；⑤用手?jǐn)Q緊密封段組件后螺母（序4）；⑥鎖緊密封段組件前螺母，力矩 60±5 N·m（ 6±0.5 m·daN）；⑦鎖緊密封段組件后螺母，力矩60±5 N·m(6±0.5 m·daN)；⑧24 h 后，對前螺母進(jìn)行力矩復(fù)查；⑨調(diào)整止動片（序5），防止螺母松動；⑩打開上游手動隔離閥。

若插入模擬指套管過程中遇到阻力，應(yīng)停下來不要強(qiáng)制進(jìn)行，拔出模擬指套管，打開密封段組件，檢查密封墊圈組是否存在變形等情況，如有進(jìn)行修復(fù)，必要時更換。密封圈組的回裝次序如圖9所示。

圖8 模擬指套管結(jié)構(gòu)

模擬指套管在熱式結(jié)束后拆除，需要全部更換為新密封圈組件（ 圖 10）。

圖9 密封段組件安裝圖

表2 后密封組件安裝對照表

三、總結(jié)

在機(jī)組冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)的階段，堆本體TSD的實(shí)施是調(diào)試的關(guān)鍵路徑，是重大風(fēng)險的控制點(diǎn)。如果因TSD產(chǎn)生泄漏或是附件脫落，將導(dǎo)致整個試驗(yàn)狀態(tài)的重新建立甚至一回路主設(shè)備的損壞。為了保證堆本體TSD實(shí)施的一次成功率和考慮問題的全面性，對整個實(shí)施過程和注意點(diǎn)進(jìn)行了分析和描述。以實(shí)際的設(shè)計要求為準(zhǔn)，提前做好準(zhǔn)備、規(guī)范實(shí)施過程、把握質(zhì)量控制，安全有效的開展堆本體的TSD工作，為核電機(jī)組調(diào)試工作的順利實(shí)施提供借鑒意義。

表3 前密封組件安裝對照表

圖10 密封圈組件