乏燃料水池冷卻器密封墊片結構檢修方法

文/易海賢，大唐華銀金竹山火力發電分公司

現階段，核電快速發展，使得冷卻器被廣泛應用，其安全運行管理工作備受人們關注，若此設備發生運行故障，極易影響機組運行的安全性，因此加強此課題的研究，有著必要性。

1 核安全工作的重要性

目前，核電占據世界能源結構的12%，我國核電只占能源結構的2%。基于我國核電發展規劃目標，到2020年，大陸地區在運核電裝機容量要達到5800萬千瓦，以提升核電在能源結構中的比重。核能作為重要能源，其安全工作的有效落實，可以降低核安全事故的發生，重要性不言而喻，自福島核事故后，人們更是高度重視核安全問題，尤其是冷卻問題。

2 冷卻器封墊片結構檢修方法

2.1 設備結構

某330MW核電機組乏燃料水池冷卻器設備，屬于臥式U形管熱交換器，其結構如圖1所示。U形管束與管板的重量在2t，長度在35 00mm左右，直徑在800mm左右。

圖1 乏燃料水池冷卻器

2.2 結構檢修方法

乏燃料水池冷卻器密封墊片結構檢修，主要采取以下方法：1）整體更換法。利用此方法進行結構檢修，技術難度較小，而且檢修風險較低，此方法的缺點是造價高、制造周期長、檢修成本高、吊裝難度大等。在應用時，需要采購新的設備，整體更換乏燃料水池冷卻器，再采取解體檢修方法[1]。2）整體抽芯法。此方法應用是將冷卻器封頭打開，抽出U型管束，進行結構檢修。因為密封墊片安裝較為簡單，利用此方法成本低，適用于使用時間短的設備，若運行20年左右的設備，其內部狀況不明確，加之U形管束較重，極易發生卡澀問題，造成損傷問題，除此之外管束回裝難度較大，部分備件已經停產，檢修風險性較大。3）局部抽芯法。此方法的應用，需要將冷卻器封頭打開，抽出U形管束，此方法和整體抽芯法的不同在于只抽取一段距離，因為抽取的距離較短，發生卡澀問題的機率較小，不易損傷管束，風險性低，而且檢修成本花費較少，但管板筒體側墊片無法更換，需要改進墊片結構。經綜合分析，局部抽芯法是經濟性最強的檢修方式，但需要進行墊片結構改進[2]。

2.3 案例分析

針對本機組乏燃料水池冷卻器，采取局部抽芯的方式，進行結構檢修，需要解決墊片更換問題，考慮到墊片更換需要進行整體抽芯，而采取局部抽芯方式，則墊片必須是開口式，即HALF式結構，存在兩處開口，此結構墊片極易發生泄漏，因此需要控制開口數量，使用單開口式墊片。基于此，通過改進密封墊片，使用316L不銹鋼，制波形狀金屬骨架，預留開口，安裝手柄，使得金屬骨架可以保持在管板筒體側密封面中心，嚴格按照骨架焊接安裝標準開展作業。通過模擬試驗，包括力學性能試驗和水壓試驗等，進行性能檢測，經過對密封墊片結構改進，可以達到使用要求。

3 冷卻器封墊片結構檢修要點

核燃料在反應堆里發生核反應后，需要在標準時間內卸下，并且更換新的燃料，被卸下來為乏燃料，具有較強的放射性，同時會釋放一定的衰變熱，熱量的溫度較高，因此需要暫時貯存，而乏燃料水池是主要貯存設備，利用冷卻器進行溫度冷卻，同時屏蔽放射性，至少需要5年，才能夠將乏燃料的余熱與放射性，降低到標準，做后續處理。基于此，冷卻器的性能要非常高，避免在運行的過程中發生故障，引發核事故。在進行冷卻器封墊片結構檢修時，需要從經濟性與安全性等角度分析，嚴格按照核電安全設備檢修標準進行。無論選擇何種方式，均需要做好技術分析，明確技術難點，攻克技術難題后，再進行解體檢修。完成解體檢修后，需要按照設備安裝流程，做好安裝質量把控，并且要進行性能試驗，以確保設備能夠穩定運行，避免發生運行事故。

4 結束語

乏燃料水池冷卻密封墊片采取局部抽芯檢修法，具有較強的經濟性，而且檢修的風險較低，但要進行墊片結構改進，突破技術難關，以確保機組運行的安全性，保證冷卻器的性能，這需要結合實際情況，做好反復的技術研究，以提出嚴密的檢修方案。

[1]李云,何少華,戚宏昶,王聰,王成林,鐘波靈.乏燃料水池冷卻器密封墊片結構改進[J].中國核電,2014（03）:224-228.

[2]童憲華.QSK60發動機冷卻系統故障分析及檢修方法[J].銅業工程,2014（04）:74-76.