核電廠開式循環冷卻水系統機械老化管理應用

明迪　張明啟

摘? 要：本文在研究核電廠開式循環冷卻水老化管理應用過程中的影響因素時結合了相關機械老化的管理方式，從多方面展現開式循環冷卻水老化管理大綱開發中提到的內容。本文選擇從法律法規、管理老化設備的標準、老化產生的機理和效應、機械老化管理方式的合理性以及現有檢查方式實用性等多角度分析。此外本文還結合國內的某核電廠發展，為老化管理大綱中實際應用提供了例子，從而設計出科學、合理、高效的老化管理系統。通過運用老化管理大綱，提高核電廠中機械老化管理的有效性，為其他的核電廠增強老化管理提供參考。

關鍵詞：核電廠;開式循環冷卻水系統;老化;管理應用

目前國內的核電站相關的法律法規有待完善、系統性老化管理也是國內核電站所缺乏的。如在設備安全部分的記錄或缺失或過于粗略、缺乏基本的研究能力、安全設備監管力度不夠等等。為提高核電廠老化管理有效性，需建立老化管理大綱實施核電廠管理，以管理大綱去處理OCCW系統中各種原因導致的老化問題。

1管理推行方式

1.1范圍確定和對象選擇

在老化管理大綱的編寫中需明晰管理針對的對象群，確定接受管理的設備和部件中包含安全相關的系統以及有著重要作用的非安全系統。在老化管理之中核電廠系統、構筑物和部件（SSCs）的能動部分是技術維修管理政策中的一部分，而非能動部分則屬于老化管理范圍。此外，核電廠中能動SSCs與非能動SSCs在管理原則方面也具有區別，前者采用性能監測，后者采用狀態監督。

重要廠用水系統（SEC）和循環水過濾系統（CFO）為國內某核電廠中 OCCW系統的組成部分。其范圍確定的標準有：《核電廠最終安全分析報告》提到的控制執行的反應性，包容放射性物質運行控制的排放，約束事故釋放等最基本安全功能的SSCs。以及與上述部件有關聯性且故障會導致以上SSCs運行受阻的核電廠其他SSCs。《核電廠最終安全分析報告》中提到的防火系統、火災裝置與滅火設施。還包括超設計事故的預防以及相關緩解措施。最后還有未列入上述報告但相關部門所要求改進的SSCs。

對象選擇是在上述確定范圍內的 SSCs中找到需要進行老化檢查的部件與構筑物。而選擇的標準則是對于該部件或構筑物是否能夠執行預期功能，且符合非動能與長壽期的標準，以此來確定老化審查的對象。

1.2老化管理大綱

首先需要完成的就是老化效應上的鑒定。通過范圍確定和選擇的對象為目標。對于OCCW系統中符合非能動、長壽期標準，執行預定功能的部件進行老化管理審查，確認審查目標并進行分組。明晰對象部件的老化機理、老化效應原因。 通過老化管理自查使OCCW系統展開全面的部件老化效應檢查。結合國內外先進經驗建立核電廠的 OCCW老化管理大綱。保證了某核電廠在有關的審查和管理方面的高效，確保大綱中的措施得到正確的行使，幫助在大綱所包含范圍內的全部設備形成老化管理的自查報告。某核電廠可以進行周期性的經驗分析與規律總結。不斷優化維修方式和管理模式，持續性融入老化機制方面的最新研究成果與優秀經驗。以經驗積累以及研究分析的方式對現有大綱無法覆蓋到的問題進行完善解決。

2實行管理結果與討論

2.1管理應用范圍

CFI與SEC系統設備分別有2856個和1711個。在范圍確定后，CFI系統相關設備部件1320個 SEC系統相關設備部件1607個。范圍確定之后進行目標選擇，進而確定需要管理的老化部件。以材料和環境近似為標準進行部件分類，組成共計47個物項組。

某核電廠通過對 CFI系統與SEC系統各400個有關設備展開現場檢查。實現將材料種類與現場實際環境相結合，通過現場審查的方式，判斷材料發生老化效應的影響因素。且能夠保證對故障會造成安全隱患的非安全級別的相關設備進行實地核查。以上部分都是某核電廠在編制OCCW系統老化管理大綱的重要組成。

2.2老化管理的實質

通過OCCW系統的范圍確定和對象選擇行使老化管理自查。CFI和SEC組合項自查數分別為56和79個。處于OCCW系統包含范圍內的相關材料方面包括鋼、碳鋼、合金鋼、不銹鋼和玻璃纖維。環境方面包括土壤狀況、空氣環境、海水環境。在自查檢測范圍內發現導致設備老化效應產生因素包括縫隙腐蝕、材料開裂、化學原料腐蝕、結垢腐蝕以及微生物造成的腐蝕。

核電廠老化管理大綱的實施目的就在于確保OCCW系統在運行過程中老化效應能夠得到及時的管理。管理內容應包括對生物淤積的長期監管與控制、定期進行常規檢查對存在的問題妥善處理、保證各類腐蝕和侵蝕以及淤積不會對OCCW系統設備的預期性能造成影響、保證維修和設備審查的正常進行。通過對于全體經行預防把控，實現對設備現有狀態和工作性能的審查。對于深水系統相關部件的老化進行把控，包括 OCCW系統、構筑物、部件中化學浸蝕生物淤泥、涂層失效的監管。最后，還包括對于設備的重要部件的腐蝕與侵蝕的程度的檢查以及影響著安全的主要部件中熱交換器的傳熱效果的檢測。

2.3改進和完善

老化管理自查使得某核電廠所有處于管理范圍內的部件都得到了良好老化管理，但仍存有需改進的方面。一些材料對環境的耐受性不高導致的老化效應產生和加劇，如某些設備處于海水中，而對于這種狀況目前的大綱中并沒有能夠應用的有效措施，并且相關監管力度也缺乏。對此某核電廠應配套相應的監管檢查措施，對于其中產生的問題進行評估鑒定。如CFI系統中以碳鋼做內部涂層的管道處于海水中會產生老化效應，對此某核電廠可以加強對各小支路管道的檢查，定期對反沖洗管道的安全隱患進行全面排查。此外，處于土壤中的如鋼筒型混凝土管道會產生開裂、化學侵蝕、材料性能改變的老化效應，針對其中部分的死管道可能存在微生物侵蝕的危險，某核電廠也需要對于這類管道進行特別關注。

而經驗反饋作為有效自查的主要部分之一是老化管理大綱的重點。某核電廠在從大量的反饋經驗報告中提取出設備安全影響的有關部分是其管理方面的突出表現，但仍要注意的就是如穿墻管道的開裂的問題不能只停留于目測檢查，還需要經行無損檢測。此外，在報告中提到的開裂或鼓包的襯膠管道都有得到及時維修，但需要注意記錄問題的發生點，保證二次發生時能夠對比前后位置，做出老化效應更詳細的判斷。

結語

本文通過對于OCCW系統多方面的機械老化管理研究，為某核電廠建立老化管理大綱，目的在于全面的提高OCCW系統的可行性與可靠性，為其他核電廠提供參考。第一、在對于 CFI和SEC系統展開 的SSCs的分類中，以非能動和長壽期兩個要素選擇出重要部件。設備的老化受到材料和環境兩方面的影響，相關方面模糊的信息需展開實地審查。以材料與環境的近似性進行物項分組，實現老化效應的分類管理，有效提高老化管理效率。第二、建立包含老化效應鑒別、經驗反饋等內容的OCCW系統的老化管理系統，通過匹配相關的法律法規使得老化管理具備了更高的兼容性，需要針對已有的老化管理大綱形成一個高效的后續更新系統，不斷更新和完善老化大綱的管理。

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