方家山核電工程一回路主設(shè)備役前檢查實(shí)施優(yōu)化

步偉東（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300 ）

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方家山核電工程一回路主設(shè)備役前檢查實(shí)施優(yōu)化

步偉東
（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300 ）

摘要：核電廠一回路主設(shè)備在首次裝料前必須完成役前檢查，役前檢查一直以來(lái)被安排在一回路水壓試驗(yàn)后實(shí)施。方家山核電工程根據(jù)工程進(jìn)度情況，通過(guò)分析對(duì)比法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，探討主設(shè)備役前檢查與主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之間的關(guān)系，打破以往的觀念，創(chuàng)造性地將主設(shè)備役前檢查的時(shí)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，并通過(guò)國(guó)家核安全局（NNSA）審評(píng)。按此優(yōu)化方案，方家山核電工程在國(guó)內(nèi)首次在一回路水壓試驗(yàn)前實(shí)施了主設(shè)備役前檢查，不但保證了水壓試驗(yàn)順利進(jìn)行，還縮短檢查工期，有效達(dá)到了優(yōu)化目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：主設(shè)備；役前檢查；法規(guī)；優(yōu)化

CLC number： TM623 Article character： A Article ID： 1674-1617（2016）01-0071-05

按照國(guó)家核安全法規(guī)的要求，核電廠開始運(yùn)行前必須進(jìn)行役前檢查，以采集初始狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，作為運(yùn)行階段在役檢查結(jié)果的比較依據(jù)（或稱“零點(diǎn)”）。RSE-M規(guī)范規(guī)定，役前檢查應(yīng)該至少包括全部進(jìn)行在役檢查的所有部件，一回路主設(shè)備作為核電廠運(yùn)行期間的關(guān)鍵壓力邊界，是役前檢查的重要對(duì)象。

國(guó)內(nèi)工程實(shí)踐中，一回路主設(shè)備的役前檢查通常安排在主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)后進(jìn)行，這一階段的檢驗(yàn)方法主要是無(wú)損體積檢查，需要較長(zhǎng)的檢查時(shí)間，而此時(shí)的其他現(xiàn)場(chǎng)建造安裝工作已基本結(jié)束，一回路主設(shè)備的役前檢查工作很可能會(huì)成為工程主線。方家山核電工程從國(guó)家核安全法規(guī)、法國(guó)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行了研究分析，探討主設(shè)備役前檢查與水壓試驗(yàn)是否存在必然的先后順序關(guān)系，對(duì)役前檢查實(shí)施時(shí)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，從而減少一回路水壓試驗(yàn)后役前檢查的工作量，并保證水壓實(shí)驗(yàn)中設(shè)備安全。

1 一回路主設(shè)備檢查項(xiàng)目

表1 一回路主設(shè)備役前檢查項(xiàng)目Table 1 PSI items of equipment for main coolant system

方家山核電工程由兩個(gè)機(jī)組組成，每個(gè)機(jī)組的一回路主設(shè)備包括1臺(tái)反應(yīng)堆壓力容器、3臺(tái)蒸汽發(fā)生器、3臺(tái)主泵和1臺(tái)穩(wěn)壓器，其設(shè)計(jì)、制造按照《RCC-M壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 2000年版+2002補(bǔ)遺》（簡(jiǎn)稱RCC-M），役前檢查遵循《RSE-M壓水堆核島機(jī)械設(shè)備在役檢查規(guī)則》（1997年版+2000補(bǔ)遺）（簡(jiǎn)稱RSE-M）；主設(shè)備在制造廠已經(jīng)根據(jù)RCC—M要求，完成了單臺(tái)設(shè)備出廠前的水壓試驗(yàn)。

首次裝料前必須完成的一回路主設(shè)備役前檢查項(xiàng)目見表1。以往這些檢查項(xiàng)目一般安排在主系統(tǒng)一回路水壓試驗(yàn)后進(jìn)行。

被檢查對(duì)象可分為兩大類：一類是設(shè)備出廠前已完成的工廠焊縫，這類焊縫已經(jīng)承受過(guò)工廠水壓試驗(yàn)；另一類是主設(shè)備與主管道的連接焊縫，這類焊縫在工程現(xiàn)場(chǎng)焊接，焊接完成后與一回路主系統(tǒng)同時(shí)打壓。

從工程技術(shù)角度考慮，主設(shè)備工廠焊縫的建造期間的檢測(cè)方法和技術(shù)是按照建造標(biāo)準(zhǔn)RCC-M進(jìn)行的，與按照RSE-M的檢測(cè)技術(shù)和方法進(jìn)行的役前檢查不一樣；同時(shí)國(guó)內(nèi)工程實(shí)踐表明主系統(tǒng)役前檢查的檢測(cè)技術(shù)和檢驗(yàn)靈敏度更高，會(huì)存在工廠和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)判定為合格的焊縫，而后續(xù)主系統(tǒng)役前檢查發(fā)現(xiàn)不合格的可能。因此，第一類焊縫已承受過(guò)工廠的水壓試驗(yàn)，可以考慮將這些焊縫安排在主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)前實(shí)施役前檢查，可以進(jìn)一步提高原有缺陷的檢出率，并及時(shí)進(jìn)行處理，確保水壓試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備的安全。

2 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)分析

目前設(shè)備國(guó)內(nèi)M310型壓水堆設(shè)備主要依據(jù)RCC-M制造，核電廠機(jī)組調(diào)試期間的役前檢查主要依據(jù)核安全導(dǎo)則HAD103/07、RSE-M （1997版+2000補(bǔ)遺）在役檢查。

2.1 核安全法規(guī)

核安全導(dǎo)則《核電廠在役檢查》（HAD103-07）對(duì)一回路役前檢查與一回路系統(tǒng)水壓試驗(yàn)實(shí)施先后關(guān)系沒(méi)有明確的規(guī)定。但在第3.2.4節(jié)中規(guī)定，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，可用建造過(guò)程中的車間檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)作為役前檢查的一部分［1］，可以理解為滿足所列條件之一即對(duì)出廠前已承受過(guò)水壓試驗(yàn)的壓力容器，核安全法規(guī)可以允許在這些容器出廠后，采用與役前檢查和在役檢查相同的技術(shù)和設(shè)備，在主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之前實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的役前檢查。

2.2 RCC-M規(guī)范

RCC-M B5000規(guī)定：整個(gè)設(shè)備建造完成后應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)的水壓試驗(yàn)，也可以與主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，但是水壓試驗(yàn)之后如果再進(jìn)行非計(jì)劃性機(jī)加工、顯著的磨削或焊接都將使已經(jīng)進(jìn)行的水壓試驗(yàn)失效［2］。說(shuō)明對(duì)設(shè)備而言出廠前實(shí)施的水壓試驗(yàn)可以等效于調(diào)試期間的主設(shè)備一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)，但如果發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷需要進(jìn)行處理的話，水壓試驗(yàn)將都是無(wú)效的。目前各工廠的實(shí)際做法是無(wú)損檢驗(yàn)合格后在出廠前再進(jìn)行的單獨(dú)水壓試驗(yàn)。

2.3 RSE-M（1997版+2000補(bǔ)遺）規(guī)范

RSE-M（1997版+2000補(bǔ)遺）規(guī)定：在主系統(tǒng)建造安裝完畢后、裝料前，應(yīng)按照建造規(guī)則的要求進(jìn)行首次法定水壓試驗(yàn)；首次水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行一次全面役前檢查，前檢查至少應(yīng)包括全面在役檢查要求的各項(xiàng)檢驗(yàn)［3］。因此，RSE-M （1997版+2000補(bǔ)遺）規(guī)范條款沒(méi)有明確規(guī)定對(duì)機(jī)組一回路役前檢查和水壓試驗(yàn)兩者間的先后次序。但法國(guó)目前發(fā)布的使用于三代壓水堆（EPR）的RSE-M（2010版）明確規(guī)定，為了保證水壓試驗(yàn)的安全，在水壓試驗(yàn)前應(yīng)完成全部的設(shè)備檢查，以防止有超標(biāo)缺陷的情況下進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

綜合上述，法規(guī)均未規(guī)定機(jī)組役前檢查需要在一回路系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之后實(shí)施，但為保證水壓試驗(yàn)時(shí)設(shè)備的安全，在水壓試驗(yàn)前應(yīng)完成全部的在役檢查成為一種趨勢(shì)。

3 水壓試驗(yàn)差異性分析

法規(guī)對(duì)役前檢查和水壓試驗(yàn)的先后順序時(shí)機(jī)并沒(méi)有清晰的界定；一回路水壓試驗(yàn)會(huì)對(duì)役前檢查的結(jié)果產(chǎn)生多大影響，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有明確。同時(shí)RCC-M B5000規(guī)定主設(shè)備出廠前應(yīng)實(shí)施水壓試驗(yàn)，一般在制造車間實(shí)施，但也可以在建造現(xiàn)場(chǎng)，還可以在一回路系統(tǒng)試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行，只要在系統(tǒng)試驗(yàn)過(guò)程中可以達(dá)到單個(gè)部件試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力以及在滿意條件下完成的測(cè)量的檢查。因此，如果將一回路水壓試驗(yàn)以及設(shè)備出廠前的水壓試驗(yàn)的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，找出兩者的差異，分析并確定是否可以等效。

表2 設(shè)備出廠前水壓試驗(yàn)與主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)壓力、溫度對(duì)照表Table 2 Comparison of hydrostatic test pressure and temperature

方家山核電一回路主系統(tǒng)和主設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力為17.23 MPa，運(yùn)行壓力為15.5 MPa；其主設(shè)備在出廠前均進(jìn)行了水壓試驗(yàn)。出廠前水壓試驗(yàn)和一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)的壓力和溫度比較如表2所示。

上述所列對(duì)比結(jié)論：這些設(shè)備的工廠水壓試驗(yàn)可以等效與一回路主系統(tǒng)的水壓試驗(yàn)。

4 主設(shè)備檢查項(xiàng)目?jī)?yōu)化方案

分析表明，方家山核電一回路主設(shè)備工廠焊縫在一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)前實(shí)施役前檢查是符合國(guó)家核安全法規(guī)和法國(guó)規(guī)范的要求，役前檢查具備優(yōu)化實(shí)施的條件。

方家山核電根據(jù)上述的優(yōu)化論證結(jié)果制定了優(yōu)化方案，并就役前檢查與系統(tǒng)水壓試驗(yàn)實(shí)施時(shí)機(jī)特邀國(guó)內(nèi)的在役檢查權(quán)威專家進(jìn)行技術(shù)咨詢，專家認(rèn)可該實(shí)施方案，同時(shí)也認(rèn)為執(zhí)行RSE-M （1997版+2000補(bǔ)遺）規(guī)范的機(jī)組役前檢查在系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之前實(shí)施不違反相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，并建議考慮在系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之后進(jìn)行一定范圍的復(fù)驗(yàn)和抽檢。

基于以上結(jié)論，方家山核電將主設(shè)備出廠時(shí)已經(jīng)承受過(guò)水壓試驗(yàn)的部位役前檢查提前到主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)前。方案在實(shí)施前報(bào)NNSA審評(píng)，主要內(nèi)容如下：

1）對(duì)上述承受過(guò)工廠水壓試驗(yàn)的受檢區(qū)域的所有役前檢查將安排在一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)前進(jìn)行。

2）對(duì)規(guī)范特別要求在水壓試驗(yàn)期間、之后或熱態(tài)功能試驗(yàn)后進(jìn)行的項(xiàng)目將按照規(guī)范要求進(jìn)行檢查。

3）對(duì)水壓試驗(yàn)前已完成項(xiàng)目將在水壓試驗(yàn)開始前將役前檢查結(jié)果提交國(guó)家核安全局進(jìn)行審評(píng)。

4）對(duì)未承受過(guò)工廠水壓試驗(yàn)的受檢區(qū)域的體積方法的役前檢查仍然安排在一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)后進(jìn)行。

5 優(yōu)化方案實(shí)施

5.1 NNSA批復(fù)

針對(duì)電廠的申請(qǐng)，NNSA基本認(rèn)可了方案的內(nèi)容，并給出了意見：

1）方家山核電主設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫的役前檢查應(yīng)在主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)之后實(shí)施；

2）電廠應(yīng)將水壓試驗(yàn)之前完成的檢查項(xiàng)目役前檢查結(jié)果提交NNSA審評(píng)后，方可開展主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)；

3）水壓試驗(yàn)后，對(duì)水壓試驗(yàn)前的役前檢查結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證性檢驗(yàn)［5］。

5.2 水壓試驗(yàn)前檢查

工廠焊縫的檢驗(yàn)項(xiàng)目涉及的檢查方法有超聲檢查、渦流檢查、射線檢查、液體滲透檢查以及目視檢查，受檢項(xiàng)目為164項(xiàng)目，主要包括：

1）反應(yīng)堆壓力容器：容器筒體的內(nèi)部堆焊層、筒體焊縫、接管異種金屬焊縫、同種金屬焊縫、支撐塊、螺紋孔帶、頂蓋的焊縫等，共52項(xiàng)；

2）蒸汽發(fā)生器：蒸汽發(fā)生器傳熱管、容器焊縫、接管異種金屬焊縫等，共57項(xiàng)；

3）主泵：泵殼與支耳之間的焊縫、接管異種金屬焊縫、接管同種金屬焊縫等，共27項(xiàng)；

4）穩(wěn)壓器：容器筒體焊縫、接管異種金屬焊縫等，共28項(xiàng)。

通過(guò)與安裝調(diào)試各單位協(xié)調(diào)檢查窗口，蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵的超聲和射線檢查項(xiàng)目也陸續(xù)完成。所有主設(shè)備檢查結(jié)果都及時(shí)上報(bào)NNSA審評(píng)，并得到了可以開展主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)的許可。

5.3 水壓試驗(yàn)后檢查

2013年10月中旬，方家山工程1號(hào)機(jī)組完成主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)后，完成了主設(shè)備的剩余檢查項(xiàng)目，檢查時(shí)間控制在12 d以內(nèi)。檢查項(xiàng)目主要包括現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫的超聲射線檢查以及NNSA要求驗(yàn)證性復(fù)驗(yàn)的項(xiàng)目。

其中反應(yīng)堆壓力容器超聲和射線檢查用時(shí)6 d，蒸汽發(fā)生器安全端與主管道連接焊縫的射線檢查用時(shí)6 d。相比于其他電廠一回路主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)后用時(shí)約1個(gè)月的大規(guī)模役前檢查，方家山工程1號(hào)機(jī)組即使增加了部分驗(yàn)證性檢查項(xiàng)目，也大大縮短了水壓試驗(yàn)后的役前檢查檢查時(shí)間。

2014年2月，方家山2號(hào)機(jī)組按照該優(yōu)化方案實(shí)施，為2號(hào)機(jī)組后續(xù)創(chuàng)造的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的調(diào)試業(yè)績(jī)打下良好基礎(chǔ)。

5.4 驗(yàn)證性檢查結(jié)果比較

一回路水壓試驗(yàn)后安排的復(fù)驗(yàn)項(xiàng)目包括工廠焊縫和現(xiàn)場(chǎng)焊接焊縫，從檢查的結(jié)果來(lái)看，水壓試驗(yàn)前和水壓試驗(yàn)后的檢驗(yàn)結(jié)果一致，說(shuō)明工廠焊縫在水壓試驗(yàn)前實(shí)施的役前檢查是有效的，同時(shí)也為后續(xù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊縫在一回路水壓試驗(yàn)前有條件實(shí)施役前檢查提供了技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

5.5 水壓試驗(yàn)與役前檢查關(guān)系的明確

國(guó)家核安全局批準(zhǔn)方家山核電的役前檢查計(jì)劃優(yōu)化后，方家山核電工程按照該方案實(shí)施完成了主設(shè)備的役前檢查，隨后國(guó)家核安全局組織向法國(guó)制定RSEM的專家進(jìn)行了技術(shù)咨詢，法國(guó)專家明確，對(duì)于新建核電廠，一回路主設(shè)備的工廠焊縫可以在一回路水壓試驗(yàn)前實(shí)施役前檢查，實(shí)施過(guò)役前檢查的這些焊縫，無(wú)需在一回路水壓試驗(yàn)后重復(fù)檢測(cè)，但對(duì)于工程現(xiàn)場(chǎng)焊接的焊縫，建議在一回路水壓試驗(yàn)后實(shí)施役前檢查。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，方家山核電工程一回路主設(shè)備役前檢查的優(yōu)化方案，無(wú)論是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的正確理解，還是現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐運(yùn)用，證明了對(duì)主設(shè)備工廠焊縫役前檢查可以主系統(tǒng)水壓試驗(yàn)前實(shí)施的觀點(diǎn)是正確的，扭轉(zhuǎn)了國(guó)內(nèi)役前檢查的一貫做法，為役前檢查在調(diào)試期間的實(shí)施時(shí)機(jī)多了一個(gè)選擇，可為壓水堆核電站役前檢查的進(jìn)一步優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，也可供遵循ASME規(guī)范的壓水堆借鑒參考。

參考文獻(xiàn)：

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［6］ 中國(guó)核電工程有限公司，秦山核電廠擴(kuò)建項(xiàng)目（方家山核電工程）在役檢查大綱，2013.（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， In-service Inspection Program for Qinshan Nuclear Power Extension Project （Fangjiashan Nuclear Power Project）， 2013.）

Optimization of Main Equipment PSI in Fangjiashan NPP

BU Wei-dong
（Qinshan Nuclear Power Co.， Ltd， Haiyan of Zhejiang Prov. 314300，China）

Abstract：Pre-service inspection （PSI） shall be performed for all equipment of the main coolant system before fuel loading， the period of PSI is always scheduled after main system hydraulic test. According to the condition of installation and commissioning for Fangjiashan NPP project，by analysis and comparison of code， the relationship between main equipment PSI and main system hydraulic test was studied， PSI schedule was optimized creatively instead of the previous concept and mode，this proposal of PSI optimization was approved by NNSA. The main equipment PSI completed by using optimized schedule that ensured the completion of main system hydraulic test and shorten the whole PSI time. The optimization of main equipment PSI achieves all the goal.

Key words：main equipment；PSI；code；optimization

中圖分類號(hào)：TM623

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-1617（2016）01-0071-05

收稿日期：2015-11-20

作者簡(jiǎn)介：步偉東（1968—），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事核安全監(jiān)督管理工作。