AP1000核電站核回路沖洗過程優化分析

鄧明亮

摘 要：核回路沖洗是核電工程調試的重要里程碑節點，基于三代技術的AP1000核電站工藝系統的模塊化安裝特點以及大量無動力源系統的布置，更給以傳統系統沖洗方法為核心的沖洗工序帶來了新的難點和問題。針對AP1000工藝系統的特點進行專項分析，找出一套適合于AP1000機組的核島系統清潔方法，達到高效、高質量、高標準的完成各項清潔任務，以使系統盡快滿足預運行試驗的要求，是調試專項能力建設中的一個重要環節沖洗階段工期的優化將對整體調試關鍵路徑產生很大的積極影響，為早日發電創造經濟效益創造了有利條件。

關鍵詞：AP1000； 調試；核回路沖洗；過程優化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.134

1 概述

系統沖洗項目一直以來都是電站安裝、調試階段的一個重要的工作項目，存在難度大、耗時長、反復性高的特點。基于三代技術的AP1000核電站工藝系統的模塊化安裝特點以及大量無動力源系統的布置[1]，更給以傳統系統沖洗方法為核心的沖洗工序帶來了新的難點和問題。如何針對AP1000工藝系統的特點進行專項分析，找出一套適合于AP1000機組的核島系統清潔方法，達到高效、高質量、高標準的完成各項清潔任務，以使系統盡快滿足預運行試驗的要求，是調試過程中的一個重要環節。

由于后續調試工作的主線工期時間窗口分布緊密，因此沖洗階段工期的優化將對整體調試關鍵路徑產生很大的積極影響，為早日發電創造經濟效益創造了有利條件。如何高效地組織沖洗調試活動、及時發現進度偏差、及時制定措施，保證核回路沖洗里程碑節點按期實現，是AP1000核回路沖洗專項計劃研究的重要課題。通過優化沖洗路徑，優化沖洗邏輯，分析專項計劃關鍵路徑，緊抓關鍵路徑工作，及時發現偏差，采取措施，調整計劃，保證沖洗里程碑節點按期甚至提前實現，同時也為后續項目積累沖洗專項計劃控制經驗。

2 優化方法

根據移交進展及現場制約因素，分析沖洗路徑，制定沖洗邏輯，落實到專項計劃，重點分析調試關鍵路徑，輔助分析調試次關鍵路徑，及時分析計劃偏差，通過調整沖洗邏輯，壓縮工期等方法控制偏差，及時修改調整計劃，通過閉環控制及關鍵路徑的跟蹤推動，保證沖洗專項計劃的按期實現。

通過沖洗路徑的優化，沖洗邏輯的優化，沖洗關鍵路徑的優化幾方面來實現專項計劃的優化工作。

3 優化過程

AP1000核回路沖洗是指“一回路及其相關的系統完成所有沖洗（清潔）”。一回路及壓力容器清潔前， 應完成下列調試活動：單體試驗、系統沖洗、半管沖洗。 其中單體試驗是系統沖洗及半管沖洗的先決條件。

3.1 沖洗路徑劃分及優化

AP1000電站系統和其它核電站的清洗的基本原則相同，對于反應堆冷卻劑系統主管道，壓力容器、穩壓器由于其口徑大、容積大的特點，采用手工擦拭方式。擦拭時又要求使用浸過CH3CHO、C3H8O、C3H6O之類干洗溶劑油濕潤的白布擦拭。對于反應堆冷卻劑系統，不考慮使用水沖洗方式的原因有以下：a） 反應堆冷卻劑泵作為系統運行極其重要部件，基于保護設備的考慮，其不適合用作反應堆冷卻劑系統第1次沖洗排污的動力源；b） 若對反應堆冷卻劑系統進行泵沖洗，則需要使用比較大的泵來代替主泵，經濟上的可行性也較低；c） 反應堆冷卻劑系統管道超過0.8 m的口徑可以允許人員進入管道內進行擦拭工作。

對于化容系統CVS、蒸發器排污系統BDS、廢液處理系統WLS等采用直排沖洗方式，沖洗流從水源直接流向廢水收集處，流速應該大于等于設計流量。對于設備冷卻水、正常余熱排出系統（部分）、乏池冷卻系統、除鹽水輸送系統、非能動安全殼冷卻。

系統等能夠形成自循環工藝序列的系統，AP1000電站采用的是使用其系統自有泵進行循環沖洗或一次通過性沖洗。在系統中泵的入口或設備入口裝設臨時濾網，以去除異物和固體雜質。在循環沖洗過程中盡量采用系統注水→循環沖洗→檢查化驗→系統徹底排水方式進行沖洗。然后再進入下一個沖洗循環，如此反復，直至系統沖洗化驗合格。

對于一回路主要系統內的自動卸壓排放管線＼非能動堆芯冷卻系統絕大部分管線＼余熱排出系統部分管線，由于采用非能動的設計，清洗先采用高壓水槍沖洗方法，對自動泄壓系統的1級/2級/3級/4級泄壓管線、堆芯補水箱、安注箱、內置換料水箱及相連的安注管線進行沖洗和清潔；對主管道、蒸汽發生器、反應堆壓力容器等進行手工清潔后，將一回路冷卻劑系統注水至熱管段半管運行液位，啟動正常余熱排出泵進行循環沖洗，雜質通過RNS泵入口臨時濾網截留并拆洗后清除。

在沖洗路徑的安排上，應當考慮先清潔附屬系統再清潔主系統的原則，單個系統的清洗按該系統的工藝流程依次清洗，避免交叉污染，減少重復作業。因此AP1000核電站核島系統沖洗在計劃上也分兩個實體階段，第一階段是進行單系統分部管道沖洗，有條件的系統進行回路循環沖洗。第二階段是待與一回路相連的部分分部管道使用高壓水槍沖洗結束之后，將一回路打到半管水位，使用正常余熱排出泵進行多個系統聯合循環沖洗。

根據以上原則，將AP1000核回路的沖洗路徑劃分為25條路徑分別進行沖洗。

3.2 核回路沖洗邏輯及優化

根據《沖洗程序》、《沖洗路徑》、《沖洗臨時措施清單》等文件梳理系統間沖洗路徑的先后關系。其主要針對接口復雜的主系統而制訂的。目的是根據系統沖洗方法，沖洗路徑制訂沖洗路徑間的先后關系，避免路徑間的交叉污染，并達到優化工期的目的。

3.2.1 分段控制

經過優化，將核回路沖洗計劃分為以下5個階段，分段控制：

階段劃分：第一階段（RNS及乏燃料池沖洗）

第二階段（RCS、RNS、CVS聯合沖洗）

第三階段（PXS安注系統RV排水沖洗）

第四階段（IRWST循環沖洗及重力沖洗）

第五階段（壓力容器及主管道最終清潔）

3.2.2 關鍵路徑優化分析

通過對沖洗路徑的分析，沖洗專項計劃主關鍵路徑為RNS的單體調試→RNS至乏燃料容器裝載池小流量沖洗→RCS、RNS、CVS聯合沖洗→PXS安注沖洗→IRWST循環沖洗及重力沖洗→RV及主管道最終清潔，次關鍵路徑為RCS-01B移交及氣囊堵板的安裝。

因主泵移交滯后，為滿足沖洗專項計劃里程碑節點要求，將主泵移交包進行拆分，考慮將RV、主管道部分預先移交調試，這樣就可提前進行核回路沖洗，通過在主泵入口處安裝氣囊來實現半管沖洗。

3.2.3 關鍵路徑優化成果

通過關鍵路徑分析，PXS的移交及沖洗可作為并行工作，因此將PXS的沖洗路徑從關鍵路徑上移除，通過增加人力，優化關鍵路徑的方式，節省了調試工期，工期對比如下：

經對比原沖洗專項計劃關鍵路徑、考慮進度風險后的關鍵路徑、優化調整后的關鍵路徑后可以得出下表：

4 總結

以海陽AP1000核電站1號機組核回路沖洗為研究對象，根據移交進展及現場制約因素，分析沖洗路徑，制定沖洗邏輯，落實到專項計劃，重點分析調試關鍵路徑，輔助分析調試次關鍵路徑，及時分析計劃偏差，通過調整沖洗邏輯，壓縮工期等方法控制偏差，有效控制了核回路沖洗的實現風險，基本按期實現了里程碑目標節點。

在計劃的執行過程中，根據現場實際情況優化調整關鍵路徑，有效的控制里程碑節點的實現風險，特別是針對當前依托項目主泵到場滯后導致一回路水壓試驗嚴重推遲的情況下，拆分移交包，保證沖洗工作的按期實現，快速跟進關鍵活動。本次專項計劃的研究成果也適用于其他調試專項以及后續項目的調試計劃控制工作。

參考文獻：

[1]林誠格.非能動安全先進核電廠[M].原子能出版社，2008：190-195.