某三代核電廠主管道核級溫度計安裝介紹

張夫振

【摘要】本文描述了某三代核電廠主管道上的核級溫度計的結構特點、安裝難點和對策。對后續熱電阻式溫度的安裝具有一定的指導意義。

【關鍵詞】核電廠;核級溫度計;安裝

1、概述

某三代核電廠主管道上的核級溫度計共計26支，布置在主管道的熱段和冷段上。這26支核級溫度計是套管式熱電阻溫度計，熱電阻精度高、穩定性好。由于溫度計和套管緊密貼合，可以實現溫度變化的4秒快速響應，由于緊密貼合，所以安裝難度大。

26支溫度計包括4個冷段雙量程溫度計、8個冷段窄量程溫度計、2個熱鍛寬量程溫度計和12個熱段窄量程溫度計。寬量程溫度信號主要用于主控室顯示，寬量程溫度信號是啟動和停堆期間運行人員控制冷卻劑溫度的重要參考信息。窄量程溫度信號用于產生反應堆冷卻劑平均溫度。

2、安裝步驟

2.1套管和溫度計RTD清潔度檢查

溫度計套管材質為316LN，內徑尺寸為6.6±0.25mm，套管長度263.4mm，套管尖厚度1.78mm），非常薄，溫度計RTD插入套管之后，RTD尖端牢牢頂住溫度套管尖端內壁，并且套管內壁緊密包圍整個溫度計的RTD，實現快速響應時間小于4秒鐘。不銹鋼溫度計套管外表面清潔度要求是B級，耐蝕合金表面基本無鐵銹，但允許存在有限的局部表面氧化，其面積不超過總表面的1%，且直接目視檢查或金相檢查表明無點蝕和裂紋;內表面清潔度要求是C級，耐蝕合金表面基本無鐵銹，但允許存在有限的局部表面氧化，其面積不超過總表面的。通過內窺鏡檢查溫度計套管內表面是否有金屬碎屑、腐蝕物、油污等異物。套管清潔度不合格后續影響溫度計的安裝和溫度計的精準度。RTD金屬表面清潔度同套管外壁清潔度要求。

2.2套管焊接

主管道上的溫度套管是核一級部件，焊接要求高，施工工序復雜。套管和底座之間的焊縫是一圈滿焊的角焊縫，但不同于一般的角焊縫，而是全程需要做3次PT檢測，打底焊接時做一次PT檢測，焊腳高度到12.7mm的時候做一次PT檢測，總體焊完之后再做一次PT。焊接過程中需要嚴格控制質量，焊接質量直接影響溫度計RTD的安裝，如果溫度套管焊縫不符合要求，甚至會有反應堆冷卻劑泄露的風險。

2.3溫度計RTD安裝

移除溫度計上的鎖緊螺母，在連接件螺紋和延長組件右邊螺紋及套管螺紋上涂抹核級螺紋密封劑，安裝到溫度套管后按設計要求施加力矩并去除套管和螺紋上多余的密封劑。將溫度計電纜接線頭對好便于接線的位置，溫度計探針與溫度計套管中心保持統一軸線插入溫度套管擰緊六角螺母并按設計要求施加力矩，套管溫度計組裝完成。

3、經驗反饋

3.1套管清潔處理

在溫度計安裝之前對已焊接到主管道上的溫度計套管內外表面通過內窺鏡進行清潔度檢查，發現27支溫度計套管中有23溫度計套管內壁存在黑斑、銹蝕，內壁清潔度不達標。另外一臺機組溫度計套管在倉庫中檢查清潔也發現存在不同程度的銹跡。對于不符合溫度套管清潔度要求的套管，進行現場清潔，所用材料如下：

●金剛磨石、3/16”不銹鋼棒;

●最高速度小于1200rpm的無線鉆機;

●除鹽水、壓縮空氣、無毛白布、氯化物和氟化物低于200ppm的異丙醇;

清潔步驟如下：

●用清潔過的內窺鏡觀察銹跡位置，啟動手槍鉆至半速左右，將金剛磨石插入溫度套管銹跡位置打磨。

●打磨后用除鹽水沖洗套管，并用壓縮空氣將套管吹干。

●用清潔過的內窺鏡觀察，銹跡除掉后用占有異丙醇的無毛白布清潔套管，并用堵頭堵住套管，部分難清理的銹跡需要重復清潔步驟。全程操作需戴無丁腈手套。

3.2 RTD的清潔度控制

RTD外觀看似堅固但是非常容易脆弱，一旦有掉落或與硬物項磕碰，極有可能導致RTD損壞。RTD的外表面如因保護不到位，生銹斑直接影響RTD的安裝。RTD外表面清潔度要求同溫度套管外表面的清潔度要求為B級，即銹跡面積不超過每平方英寸2英寸。如果RTD跌落過或被硬物體碰撞過，即使沒有外傷也要形成書面報告，因為碰撞容易導致RTD信號漂移。

在搬運RTD時，需要用PVC保護管將RTD保護起來，以免RTD搬運過程中跌落或與硬物體碰撞;在安裝RTD時，需要全程佩戴無粉丁腈手套，確保RTD表面清潔不受污染。如RTD表面有污染或銹斑，可用以下步驟進行清潔：

●戴上無粉丁腈手套，用流動的除鹽水沖洗手套至少5秒。把無毛白布放入除鹽水中至少2秒，擰干，擦拭溫度計所有外表面;

●讓RTD自然風干或用氮氣吹干;

●戴上無粉丁腈手套用異丙醇濕潤過的干凈的無毛白布擦拭溫度計RTD表面，然后自然風干RTD;

●檢查RTD清潔度，如不符合要求，重復以上步驟清潔至達標;將清潔后的RTD裝在已經沖洗并吹干的PVC保護管內。

3.3溫度計RTD與溫度計套管不匹配的處理

套管內徑只有6.6±0.25mm，由于每個RTD的外徑存在一定的允許誤差，設計公差疊加導致少數的RTD外徑大于溫度套管內徑，這些RTD無法插入溫度套管。溫度套管焊接后管口變形也是導致RTD插不進溫度套管的可能因素之一。RTD外徑與溫度套管內徑不匹配，溫度計無法正常安裝。

用游標卡尺測量RTD最大外徑，用千分尺測量溫度套管內徑，找到溫度套管內徑較小的部位，使用金剛砂的梢棒打磨套管，打磨之后的套管內徑要控制在設計允許誤差范圍內0.26”±0.01”（6.6±0.25mm）范圍內。

4、后續建議

溫度套管出場驗收必須要把質量關，確保從源頭上控制溫度套管清潔度。運輸過程中也必須做好防潮保護措施。到場開箱驗收時，用內窺鏡逐個檢查溫度套管，對于清潔度不合格的產品返廠處理。

溫度套管的施工要用焊接經驗豐富并且持證上崗的焊工，按設計要求調整焊機的電纜、電壓值，以要求的焊接速度進行焊接。焊接時取下堵頭，需對溫度套管焊接前后進行測量管口變形量，并將堵頭恢復，以防溫度套管受到污染。

做RTD的模擬件，用來檢測每一個溫度套管的內徑是否足夠插入RTD。在溫度套管焊接前和焊接后均用RTD模擬件試插。發現有RTD與溫度套管內徑不符合的情況，盡早處理。

結語：

綜上所述，某三代核電廠主管道核級溫度計的安裝過程遇到了一些問題，通過采取措施，成功解決了這些問題，為后續同類型的溫度計的安裝提供借鑒。

參考文獻：

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