AP1000主泵首次充水工作經(jīng)驗反饋

摘 要：AP1000主泵在首次啟動前，需要對主泵本體的冷卻回路充滿除鹽水，一方面可以防止RCS、PXS、CVS、RNS等系統(tǒng)內的水夾帶雜質（如顆粒物）意外進入主泵本體，造成主泵啟動時軸承磨損；另一方面也可以對主泵冷卻回路進行排氣。本文主要介紹了山東海陽核電1號機4臺主泵首次充水工作過程，并進行相關工作反饋，為后續(xù)機組再次進行主泵首次充水提供指導。

關鍵詞：AP1000；主泵；首次充水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.218

1 概述

AP1000反應堆冷卻劑泵（以下簡稱主泵）是一回路“心臟”，其采用的是EMD設計的屏蔽式電動泵。主泵結構[1]見圖1。

AP1000主泵在安裝完成后，盡快對主泵本體冷卻回路進行充水，水質要求為A級水。一方面可以防止其他系統(tǒng)內的水夾帶雜質進入主泵，另一方面也可以對冷卻回路進行靜態(tài)充水排氣。

2 AP1000主泵首次充水過程

2.1 主泵充水臨措

海陽核電1號機4臺主泵首次充水示意圖如圖2。

水源來自DWS系統(tǒng)，取水口是閥門DWS-V05AE。下游經(jīng)過隔離閥TV01和臨時濾網(wǎng)后，通過充水軟管連接至主泵下部疏水閥。在臨時濾網(wǎng)上游3/8\"支管用于疏水，下游支管接3/8\"透明軟管作為臨時液位計。

2.2 主泵充水過程實施

每臺主泵冷卻回路大約需要充水210加侖（0.795m3），且水質要求為A級水。

充水過程中需要嚴格控制水質，同時充水速度應該盡量平緩，防止氣體隨水流進入主泵冷卻回路。

2.2.1 充水水質控制

每次為主泵充水前，均需要對臨時濾網(wǎng)下游軟管進行沖洗取樣，沖洗時間約5-10分鐘，作業(yè)間隔超過2小時需要對其再次進行取樣。經(jīng)分析滿足A級水要求后方能連接至主泵疏水閥開始充水。

海陽核電1號機組4臺主泵充水完成立刻取樣，分析結果顯示水質合格。經(jīng)過幾天后再次取樣，分析結果顯示氟、氯離子濃度升高，硫酸根、總有機碳升高很多，水質不合格。而RCS熱管段水質硫酸根、電導率、總有機碳等含量都低于主泵的雜質濃度，由此聯(lián)合調試隊認為是主泵內部污染物導致主泵水質不合格。

2.2.2 充水流量控制

臨時充水軟管出口處水質取樣分析確認合格后，將臨時充水軟管連接至主泵疏水閥V261A/B/C/D開始充水。充水過程采用浸沒式充水方式，即控制主泵充水速率在一個很小的值，使得主泵內部液位緩慢上升，直至到達指定液位。

為控制水泵充水流量，根據(jù)現(xiàn)場實際操作情況，首先將DWS-V05AE閥門置于一個微小開度，約5%即可，然后控制DWS安全殼外隔離閥V244和V243，將DWS安全殼內供水母管壓力控制在0.4MPa左右，最后通過調節(jié)TV01和主泵疏水閥來控制主泵充水流量。

2.2.3 主泵液位監(jiān)測

海陽核電主泵首次充水液位要求為外部熱交換器與設備冷卻水系統(tǒng)（CCS）接口法蘭3/4標高。如圖3所示。

主泵泵體與冷管段連通，一體化頂蓋扣蓋前可通過在 RV法蘭面處觀察冷腿是否有水流出來判斷主泵充水是否完成。海陽核電是在RV扣蓋后進行主泵首次充水的，最初設想用內窺鏡伸到泵殼區(qū)域對液位進行監(jiān)測，但是存在人員登高墜落安全及異物引入的風險，因此排除該方法。

海陽核電主泵首次充水液位監(jiān)測采用U形管原理。如圖2所示：在TV02下游接一個10米長的3/8\"臨時透明軟管，在TV01、TV03關閉和TV02、主泵下部疏水閥打開的情況下，構成一個U型管，從而監(jiān)測主泵充水液位。

主泵每充水10-15分鐘，工作人員就會對主泵液位進行一次查看，從而對主泵充水流量進行一個判斷，防止充水速度過快或者過慢。海陽核電1號機每臺主泵充水至指定液位時間約為40分鐘。

2.3 良好實踐與經(jīng)驗反饋

海陽核電1號機在冷試前后對主泵進行了多次充排水，為后續(xù)再次進行主泵充水積累了豐富的經(jīng)驗。

2.3.1 疏水、排氣閥安裝前檢查

海陽1號機4臺主泵在首次充水完成后發(fā)現(xiàn)1A主泵疏水閥存在內漏現(xiàn)象，于是對1A主泵進行了排水，處理完成后再次充水，增加了工作量。為防止后續(xù)機組再次出現(xiàn)閥門內漏現(xiàn)象，建議在主泵疏水、排氣閥安裝前進行場內試壓，確保密封性。同時，為確保閥門閥體內不存在加工鐵削等異物，應對閥門進行解體，沖洗。

2.3.2 主泵充、排水過程中排氣閥全程開啟

嚴禁一回路壓力超過主泵冷卻回路壓力1psig（6.895kPa），否則可能損壞定子屏蔽套。

排氣閥關閉情況下，如遇到軟管爆管或接頭松脫等意外情況，會導致主泵快速疏水造成泵體內產(chǎn)生負壓，可能導致定子屏蔽套損壞。在主泵充水完成后，排氣閥關閉的情況下，必須對主泵疏水閥進行上鎖管理，防止誤開造成意外疏水。

2.3.3 主泵液位控制

主泵首次啟動期間，三門核電人員反饋海陽核電主泵動態(tài)排氣過程排出氣體較多，討論后，認為一是主泵充水速度過快，二是充水液位不夠導致。主泵運維手冊要求主泵充水液位為主泵泵體出口底部，而海陽核電主泵首次充水液位高度為外部熱交換器與設備冷卻水系統(tǒng)（CCS）法蘭面3/4處。如圖3所示。

根據(jù)主泵啟動時一回路壓力變化情況，可以判斷該問題并沒有對主泵啟動產(chǎn)生負面影響。但是在后續(xù)進行主泵充水時需要特別注意該問題，在主泵液位到達指定高度之后應繼續(xù)充水3-5分鐘，確保臨時液位計液位不再增長，方能判斷主泵充水完成。

受主泵結構及 RCS 系統(tǒng)布置所限，主泵泵體靜態(tài)充水過程中，充水至熱屏以上水位，水會進入泵殼內，所以比熱屏高的泵體空間（如主泵外部熱交換器頂部）無法完成充水，只能依靠點動主泵來完成排氣。

2.3.4 嚴格控制充水流量

三門核電單臺主泵泵體充水持續(xù)時間大概為1.5小時，海陽核電單臺主泵泵體充水時間約為40分鐘。三門核電人員認為充水過快導致泵體內氣體殘留較多，建議將主泵單臺充水時間控制在1個小時之上。

2.4 臨措優(yōu)化建議

雖然采用臨時U型管液位計的臨措在觀察主泵充水液位時很方便，但是仍然存在一些不足之處，一、在整個充水過程中需要多次查看液位，作業(yè)人員在每次查看液位時需要登高作業(yè)，存在墜落風險，且廠房內腳手架搭設過多，導致空間狹小；二、無法精確控制充水速度。充水過快會導致主泵排氣不夠充分，在主泵后續(xù)靜態(tài)排氣和動態(tài)排氣時會增加其工作量，且排氣效果并不好；充水過慢充水則會延長工作時間，浪費人力物力。

后續(xù)機組在進行主泵首次充水時，可以對充水臨措進行改進，改進后的充水臨措示意圖如圖4所示。

與原來的臨措對比，改進后的臨措去掉了臨時液位計及疏水支管，在臨時濾網(wǎng)下游增加了一個流量計（也可以采用質量流量計）。改進型臨措可以通過調節(jié)閥門開度控制管道流量，將每臺主泵充水時間控制在1個小時，既可以較好進行主泵排氣又可以節(jié)省勞力。

采用該臨措也存在一些缺點，如成本增加、流量計如不準可能導致主泵充水水位不夠等問題，需要后續(xù)對其可用性進行認真評估。

3 結語

主泵作為一回路的核心設備，任何與主泵相關工作都應該值得十二分小心。主泵首次充水是主泵首次啟動的先決條件之一，工作質量的好壞直接影響著主泵首次啟動和冷試的順利開展。

參考文獻：

[1] 顧健，郭鵬.AP1000主泵制造工藝及監(jiān)造[J].