核電廠堆芯圍板螺栓在役檢查系統設計

許俊龍，汪 濤，馬官兵，王韋強

(中廣核檢測技術有限公司，江蘇 蘇州 215021)

第二代壓水堆核電站主要采用裝配式的圍板結構，其堆芯外側安裝有圍板組件，圍板與吊籃之間安裝有輻板，以保證圍板的準直并提供結構剛度。圍板與圍板之間以及圍板與輻板之間采用螺栓進行連接，均稱之為圍板螺栓。圍板及圍板螺栓的結構完整性對于保證堆芯的安全穩定運行具有重要意義。

以M310機組為例，其圍板組件包括44塊圍板和64塊幅板，共有圍板螺栓960個，圍板組件全長約4 m，輻板在長度方向上分8層，每層間距約520 mm[1]。圍板螺栓外部結構如圖1所示，端部為外六角結構，沿對角線開有止動槽，螺栓安裝后焊接防松條，可以有效地防止運行過程中螺栓的松動。

圖1 圍板組件及圍板螺栓結構示意圖Fig.1 Structure of baffle assembly and baffle bolt

堆芯圍板螺栓的材質是奧氏體不銹鋼，安裝后內部會存在一定拉應力，長期處于弱硼酸和強中子輻照的影響，易產生輻照促進應力腐蝕裂紋，在振動條件下，裂紋會不斷增長，嚴重時甚至引起螺栓斷裂，影響堆芯的安全穩定運行，比利時在1991年至2010年間對Tihange核電站1號機組進行了5次圍板螺栓超聲檢查，在1995年的檢查中有37根圍板螺栓被認定存在裂紋，有53根螺栓的檢查結果難以確認，這90根螺栓在1995年就被全部替換[2]。國際上能夠進行圍板螺栓在役檢查的裝置主要有法國AREVA公司的MAST System和SUSI 420，美國西屋公司的SUPRREM-ROSA V，西班牙的TECNATOM的ROBBIN等。MAST System和SUPRREM-ROSA V以堆內構件或其他固定結構為支撐點，利用其末端執行器攜帶相關探頭完成相應的檢查工作，其安裝及拆除過程復雜，需要占用核島內的環吊資源。……