核電廠冷凝器鈦管氦查漏檢驗技術及工程實踐

董康

(中廣核核電運營有限公司，廣東 深圳 518125)

1 背景

氦質譜檢漏以其靈敏度高、可靠性好、無污染、可攜帶、快速、準確、不會因水汽或其他氣體而受干擾、適應性廣和檢漏的經濟效益高的特點被廣泛應用在核電廠冷凝器鈦管、真空系統、發電機轉子靜向導電桿、制氫站電解槽、熱交換器、壓力容器等設備的檢漏，相比其他無損檢測方法具有較高的經濟效益。

某核電機組運行巡檢發現冷凝器(CEX)泵出口鈉含量及APG 系統鈉含量緩慢上升，根據化學在線儀表監測趨勢和手工分析結合，初步判斷CEX 凝汽器C2 列海水泄漏，泄漏量大約50ml/h。是目前該機組所在核電基地發現的最小的泄漏量，冷凝器狀態穩定。

2 查漏的準備

由于在開始檢修前沒有辦法確認具體的泄漏點和根本原因，對不同的情況詳細編制不同的方案，最主要的預案是涉及鈦管與管板處的泄漏牽涉的焊接作業；堵管處的泄漏涉及需要打開A2/B2 水室對所有的堵管進行查漏和檢查；以及停運CRF002PO 時泄漏源仍然存在涉及CRF 到列的問題均有詳細的預案和關鍵路徑，同時提醒專項組成員按照最困難和最復雜的情況進行準備。因此次搶修是在機組降功率到600MW 平臺進行，并且涉及到搭設腳手架作業、高溫作業、高空作業、容器內作業，可能還會有焊接作業。在運行機組進行這些作業風險較高，因此專項組特別組織各個部門會同安全專門開會討論工業安全方面的各種風險和預防措施。

在氦查漏檢查實施前，對于儀器儀表以及工器具(詳見表1)均在工作開始前進行了反復檢查和試驗，所有的重要儀器儀表均有備件，如準備了兩臺質譜儀、兩臺記錄儀、兩個真空變送器等。并落實了實驗室值班人員在開始查漏后24 小時在實驗室值班，以便及時支持現場的工作。所有參與查漏的工作人員均參加專門的安全培訓，并安排了3 組作業人員交替作業，開始查漏前在CEX103CS 的B 列外部搭設腳手架，并在海水進出口側安裝電話，保證通訊的暢通。至此查漏專項組的各項準備工作已經全部準備就緒，具備開工條件。

表1 儀器儀表以及工器具的準備

3 查漏及再鑒定

3.1 查漏前安裝儀器儀表

機組按照計劃降功率到630MW 平臺，各專業展開搶修活動，查漏專項組安裝質譜儀、記錄儀、真空變送器等。在上午11：00 左右完成儀器儀表的安裝，記錄主控參數。

3.2 漏前測試氦氣的響應時間和精度測試

在現場儀器儀表安裝完成后，測量質譜儀的本底為1.8*10-5，先后3 次在氦氣入口處注入氦氣，測試氦氣的響應時間，氦氣的濃度依次為1.4%和15%，每次測試時間為30 分鐘。濃度為1.4%，先后進行了2 次，質譜儀均沒有相應。濃度15%時響應時間為15 分鐘，數值從1.8*10-5變化到2.2*10-5。試驗表明在關閉CVI001VA 的情況下，氦氣的響應時間大大延長，并且精度下降很多，對于50ml/h 的微小泄漏，無法準確定位。

針對響應時間大大延長的情況，啟動驗證方案，打開CVI804/820VA(對應于A 列)，投入15%氦氣，響應時間為1 分鐘，質譜儀數值有1.8*10-5變化到1.2*10-4。質譜儀約15 分鐘回到本底，證明了L1CVI001VA 的關閉對氦氣的響應時間和精度都有較大的影響，經過測試，最終決定聯通CVI005/006YP,再次進行氦氣響應時間以及精度試驗。

3.3 分體查漏

將鈦管進行分區，共分了16 個大區，大氦罩的尺寸為1120*640mm，可以覆蓋22 排鈦管。區域之間互相重疊，防止漏查，見圖1。

圖1 鈦管整體分布圖

將記錄儀接在CEX103CS 的B 列水室外面。方便投氦和記錄的同步性，由工作負責人統一指揮，防止誤投或漏記。根據響應時間，保守起見投氦時間設置為4 分鐘。最終在1A 區域，即管板左上腳區域發現疑似泄漏點。本底從1.8*10-5變化到1.9*10-5，其余15 個區域，沒有發現泄漏。將1A 區域劃分成4 個小的區域再次進行投氦。同時提高氦氣沖壓速率。每個區域均互相重疊，防止漏查，隨后發現1Aa 區域有泄漏點，數值有1.8*10-5變化到1.2*10-4，依次排除其余3 個區域，再次分區詳見圖2。

圖2 鈦管整體分布圖

再將1Aa 區域劃分為4 個區域，排除3 個區域，確定漏點在1Aac 區域，每個區域均互相重疊，防止漏查。最后開始對1Aac 區域的20 根鈦管進行單管查漏(詳見圖3)，原則是從外側開始查找，在進行到第4 根單管查漏，確認漏點。具體位置是左上角第七排第一根鈦管泄漏，進行了堵管。

圖3 鈦管整體分布圖

在堵管后，對1Aac 區域再次進行再鑒定，分別進行了單管以及全部區域的查漏，確認漏點消除，并同時對堵管周圍區域再次進行查漏，無異常。項目收尾在拆除內部水室腳手架和安裝完入孔門后，進行氦氣整體再鑒定試驗。先后沖入4 瓶氦氣(大約1 個小時)，穩定觀察30 分鐘，沒有發現漏點和疑點，氦氣查漏整體再鑒定合格。

4 結論

本次CEX103CS 的B 列水室氦氣查漏，雖然找到漏點，消除了故障，但還是有多方面問題和經驗需要總結和反饋：本次鈦管的泄漏量作為核電基地4 臺機組有史以來最小的泄漏量，試驗結果表明這樣的泄漏量約50ml/h 是可以查出的。在聯通CVI005/006 取壓管線后，雖然聯通管線是1/4 英寸，但是B 列泄漏的氦氣還是可以直接從汽側抽到CVI 泵，這樣大大減少響應時間，并且精度有了很大的改善。可以滿足分體查漏定位的要求。通風機組雖然在工作過程中狀態穩定，但運行到后期還是產生風力不足的現象，需要在以后專門維護。