爆破吹掃法在核電機(jī)組中的應(yīng)用

黃專(zhuān)斌 王鋒

摘 要：在核電工程中，二回路系統(tǒng)蒸汽管道的清潔對(duì)電站安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)部分核電站利用爆破吹掃法對(duì)蒸汽管道進(jìn)行吹掃，以去除蒸汽管道中的銹蝕、焊渣及其他異物，從而避免異物進(jìn)入蒸汽發(fā)生器及汽輪機(jī)等重要設(shè)備，造成設(shè)備故障和事故。核電機(jī)組蒸汽發(fā)生器的安全運(yùn)行是核安全的重要憑證，對(duì)設(shè)備清潔的要求比火電機(jī)組要求更高?，F(xiàn)以福清核電1號(hào)機(jī)組為例，將主蒸汽及相關(guān)系統(tǒng)管道吹掃方法的良好實(shí)踐總結(jié)出來(lái)，希望能夠?yàn)槠渌娬咎峁┮欢ǖ膮⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：核電 二回路 爆破吹掃 蒸汽管道 良好實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0212-02

Application of Burst-Purging Method in Nuclear Power Unit

Huang Zhuanbin Wang Feng

（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Beijing，100080，China）

Abstract：In nuclear power engineering， the cleaning of steam pipeline in secondary circuit system plays a vital role in the safe operation of power plant. In recent years， some domestic nuclear power plants usethe burst-purging method for steam pipelines to remove the rusts， weld slag and foreign materials， so as to avoid them entering steam generator， steam turbine and other important equipments and causing equipment failures and accidents.The safe operation of steam generator in nuclear power units is an important certificate of nuclearsafety， and it has higher requirements on equipment cleaning than those in thermal power unit. Now it takes Unit 1 of Fuqing Nuclear Power Station as example and summarizes the good practices on pipeline burst-purging of main steam system and its relevant systems to provide a reference for other plants.

Key Words：Nuclear Power；Secondary Circuit；Burst-Purging；Steam Pipeline；Good Practice

核電機(jī)組二回路管道清潔度的控制是二回路管道安裝中的重要環(huán)節(jié)，主蒸汽經(jīng)主汽門(mén)后直接進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)高壓缸，因此，蒸汽主管內(nèi)的清潔度直接關(guān)系到機(jī)組安全運(yùn)行[1]。在福清核電廠1、2號(hào)機(jī)組中，汽輪機(jī)是東方電氣集團(tuán)使用ALSTOM技術(shù)生產(chǎn)的ArabelleTM1000MW級(jí)大型汽輪機(jī)。該汽輪機(jī)是一臺(tái)單軸、三缸四排汽、帶有中間汽水分離再熱器的多級(jí)沖動(dòng)式、凝汽式汽輪機(jī)，轉(zhuǎn)速為1500 rpm[2]。該汽輪機(jī)有一個(gè)高中壓合缸（HIP）和兩個(gè)低壓缸（LP）。蒸汽在高壓缸和中壓缸中為單流程，在低壓缸中為對(duì)稱(chēng)雙流程。高中壓轉(zhuǎn)子和兩個(gè)低壓轉(zhuǎn)子都由兩個(gè)徑向軸承支撐。高中壓轉(zhuǎn)子通過(guò)聯(lián)軸器與低壓轉(zhuǎn)子剛性連接，整個(gè)軸系只有一個(gè)推力軸承，位于中壓缸和1號(hào)低壓缸之間的軸承箱內(nèi)。該汽輪機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了蒸汽在汽輪機(jī)中做功的流程為：主蒸汽通過(guò)四組蒸汽閥門(mén)進(jìn)入高壓缸，每組閥門(mén)由一個(gè)高壓主汽閥和一個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥組成。在高壓缸中膨脹做功以后，蒸汽被送往兩個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的汽水分離再熱器中。先在汽水分離器中進(jìn)行除濕，接著在兩級(jí)再熱器中依次被加熱[3]后，通過(guò)四組中壓主汽閥和調(diào)節(jié)閥進(jìn)入到中壓缸。在中壓缸中膨脹做功以后，蒸汽進(jìn)入低壓缸繼續(xù)膨脹做功并排入下部的凝汽器。

1. 爆破吹掃實(shí)施過(guò)程

1.1 爆破吹掃范圍

ARE（主給水流量控制系統(tǒng)）給水調(diào)閥后隔離閥起，經(jīng)ARE至蒸汽發(fā)生器給水管線→蒸汽發(fā)生器本體→核島側(cè)主蒸汽管線→主蒸汽聯(lián)箱→高壓主汽閥前→主蒸汽排氣臨時(shí)管道→爆破閥，及主蒸汽至各用戶設(shè)備前的管道。

為防止ARE管道內(nèi)雜物進(jìn)入蒸汽發(fā)生器[4]，ARE系統(tǒng)給水調(diào)閥至凝汽器管道進(jìn)行反吹掃，進(jìn)凝汽器前臨時(shí)管道引出，做為排氣口。

1.2 吹掃臨時(shí)設(shè)施

（1）在爆破閥前兩側(cè)用腳手架作為龍骨，竹排或木方圍護(hù)起來(lái)，作為安全防護(hù)欄[5]。

（2）主蒸汽管道最后與主汽門(mén)相連的直管段暫不安裝，并把此作為主蒸汽吹掃的出口，出口處設(shè)靶板及爆破閥（臨時(shí)閥1），如圖1所示。

（3）在主蒸汽兩側(cè)旁路聯(lián)箱封頭處疏水袋底部留吹掃口，安裝臨時(shí)管道和臨時(shí)閥門(mén)（臨時(shí)閥2，臨時(shí)閥3），并在臨時(shí)管道上設(shè)置靶板，手動(dòng)控制臨時(shí)閥門(mén)進(jìn)行吹掃，避免出現(xiàn)盲端。

（4）第二級(jí)再熱器加熱蒸汽管道與設(shè)備接口處接臨時(shí)管道，安裝臨時(shí)管道和臨時(shí)閥門(mén)（臨時(shí)閥4），并在臨時(shí)管道上設(shè)置靶板，手動(dòng)控制臨時(shí)閥門(mén)進(jìn)行吹掃。

（5）旁路蒸汽至軸封蒸汽母管處預(yù)留接口，并把此作為旁路蒸汽至軸封蒸汽管道的吹掃出口。

（6）蒸汽轉(zhuǎn)化器進(jìn)汽管道在各隔離閥處預(yù)留接口作為管道吹掃出口。

（7）常規(guī)島在主蒸汽臨時(shí)管道上設(shè)置壓力表。

（8）其余各排放口吹掃時(shí)可就地排放（但不得吹向機(jī)械設(shè)備、電氣盤(pán)柜、人和其它物項(xiàng)，排放地點(diǎn)要空曠、安全）。

1.3 爆破吹掃流程

主蒸汽系統(tǒng)吹洗主要包括主蒸汽管道、旁路蒸汽系統(tǒng)管道、第二級(jí)再熱器加熱蒸汽系統(tǒng)管道。該系統(tǒng)管道采用壓縮空氣吹掃，具體方法為把蒸發(fā)器作為充氣儲(chǔ)罐[6]，當(dāng)充氣壓力達(dá)到0.6 MPa[7]時(shí)快速打開(kāi)爆破閥，使蒸發(fā)器的氣體迅速通過(guò)主蒸汽系統(tǒng)的有關(guān)管道，以達(dá)到吹掃的目的。爆破的氣源采用壓縮空氣，供氣點(diǎn)核廠房蒸發(fā)器的主給水排放口進(jìn)氣和常規(guī)島主蒸汽吹掃臨時(shí)管進(jìn)氣，達(dá)到0.6 Mpa為止，吹掃順序?yàn)椋合戎髡羝芗芭月氛羝艿馈⒍?jí)再熱蒸汽管，汽水分離再熱器蒸汽管道，主蒸汽至除氧器蒸汽管道，然后吹掃其它相關(guān)系統(tǒng)和各支管管道。首先進(jìn)行主蒸汽管道爆破吹掃，待爆破吹掃合格后，依次打開(kāi)各臨時(shí)閥進(jìn)行主蒸汽旁路管道、GSS（汽水分離再熱器）蒸汽管道吹掃、STR（蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）蒸汽管道、ADG（除氧器）蒸汽管道，另外其它疏水、放氣等管道在各階段吹掃時(shí)進(jìn)行穿插吹掃。

1.3.1 主蒸汽吹掃

在進(jìn)氣初期，徐緩慢向管道送氣，當(dāng)檢查排出口有氣體排出，方可逐漸加大氣量，以防閥門(mén)、盲板等不正確原因造成系統(tǒng)局部超壓現(xiàn)象[8]。

首先將核島充氣壓力達(dá)到0.1 Mpa時(shí)，快速打開(kāi)主蒸汽吹掃爆破閥（臨時(shí)閥1）進(jìn)行吹掃，當(dāng)壓力降為零時(shí)，關(guān)閉爆破閥。此時(shí)要全面檢查各臨時(shí)支架及爆破閥的狀況是否牢固可靠；如正常則將核島充氣壓力充到0.3 Mpa，再快速打開(kāi)主蒸汽吹掃爆破閥進(jìn)行吹掃，當(dāng)壓力降為零時(shí)，關(guān)閉爆破閥。此時(shí)要再次全面檢查各臨時(shí)支架及爆破閥的狀況是否正常。

如上述預(yù)吹掃情況正常則將系統(tǒng)管道充氣，壓力充到0.6 Mpa，再快速打開(kāi)主蒸汽吹掃爆破閥，當(dāng)壓力降為零時(shí)，關(guān)閉爆破閥。進(jìn)行主蒸汽系統(tǒng)的吹掃，直至合格，當(dāng)所爆破閥所在管道吹掃合格后停止充氣。

1.3.2 主蒸汽旁路管道吹掃

主蒸汽旁路管道吹掃，在旁路管道末端疏水袋處接臨時(shí)管道，當(dāng)核島充氣壓力充到0.6 Mpa，手動(dòng)打開(kāi)爆破閥進(jìn)行吹掃，直至打靶合格。主蒸汽旁路分為2路，分別安裝2個(gè)爆破閥（臨時(shí)閥2、臨時(shí)閥3）。

1.3.3 二級(jí)再熱器加熱蒸汽管道吹掃

二級(jí)再熱器加熱蒸汽管道在與設(shè)備接口處預(yù)留兩個(gè)管段，用來(lái)接臨時(shí)管道，并在臨時(shí)管道上設(shè)臨時(shí)閥門(mén)，將核島充氣壓力充到0.6 Mpa，通過(guò)手動(dòng)控制臨時(shí)閥門(mén)4進(jìn)行吹掃，直至吹掃合格。

1.3.4 主蒸汽至除氧器蒸汽管道吹掃

主蒸汽至除氧器蒸汽管道在與抽氣管道連接處斷開(kāi)接臨時(shí)管道，并在臨時(shí)管道上設(shè)置臨時(shí)閥，將核島充氣壓力充到0.6 Mpa，通過(guò)手動(dòng)控制臨時(shí)閥門(mén)進(jìn)行吹掃，直至吹掃合格。

1.3.5 各系統(tǒng)疏水、放汽、取樣支管的吹掃

各系統(tǒng)疏水、放汽、取樣支管可在吹掃各系統(tǒng)之間，控制各系統(tǒng)疏水、放汽支管的閥門(mén)，穿插進(jìn)行吹掃，直至合格。

2 檢驗(yàn)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

（1）對(duì)于放置靶板的管道的吹掃，在保證沖刷力的前提下，連續(xù)兩次更換靶板檢查，靶板上的沖擊斑痕粒度不得大于0.8mm，且斑痕不多于8點(diǎn)即認(rèn)為吹掃合格[9]。對(duì)于沒(méi)有放置靶板的管道的吹掃，以出口處的空氣潔凈為準(zhǔn)[10]。

（2）靶板位置：靶板應(yīng)放置于爆破閥前臨時(shí)管中心。

（3）靶板放置時(shí)間：系統(tǒng)在吹掃5次后，再放入進(jìn)行初步檢查，更換靶板時(shí)應(yīng)保持靶板表面光滑潔凈。

（4）對(duì)每次吹掃的靶板進(jìn)行編號(hào)，以便保存。

（5）靶板規(guī)格：750 mm×60 mm×5mm、300 mm×25 mm×5 mm，靶板材質(zhì)為鋁板。

3 吹掃結(jié)果分析

（1）主蒸汽管道爆破15次后打靶結(jié)果還是一直不合格，由于疏水器結(jié)構(gòu)比價(jià)大，經(jīng)過(guò)分析爆破吹掃不能將主蒸汽管道疏水器內(nèi)雜物全部帶出，每次爆破吹掃都會(huì)帶出一部分疏水器內(nèi)雜質(zhì)，使打靶結(jié)果不合格。后打開(kāi)每個(gè)疏水器排污閥吹掃一段時(shí)間，然后爆破打靶，打靶記錄合格。

（2）由于臨時(shí)管道清潔度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正式管道，靶板安裝在盡量靠近正式管道的地方，減少臨時(shí)管道對(duì)吹掃結(jié)構(gòu)的影響，提高吹掃效率。

4 結(jié)論

利用爆破吹掃法對(duì)核電二回路蒸汽管道進(jìn)行吹掃，能安全有效的去除管道中的異物，做到對(duì)蒸汽管道的全面吹掃，不留死角，使二回路蒸汽管道的清潔度得到保證，對(duì)以后機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著極其重要的作用；對(duì)于安裝靶板的管道，可以有效的驗(yàn)證吹掃效果。

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