核電廠除鹽器問題分析與處理

郝祥偉+黃榮益

摘 要：調(diào)試期間除鹽器漏水和堵塞問題出現(xiàn)頻次較高，對調(diào)試的順利開展造成很大的影響，增加了許多工作量，制約主線計(jì)劃執(zhí)行。通過福清核電廠調(diào)試期間除鹽器的調(diào)試，分析認(rèn)為漏水問題是可以提前發(fā)現(xiàn)并避免的，堵塞問題可以通過放置臨時(shí)濾網(wǎng)簡化處理流程，從而節(jié)省大量工作量并縮短調(diào)試時(shí)間。

關(guān)鍵詞：除鹽器；進(jìn)料濾頭；水溶紙

中圖分類號：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.概述

核電廠除鹽器是為了滿足離子交換而建立的設(shè)備，主要作用是捕捉系統(tǒng)中的雜質(zhì)離子。調(diào)試的目的是為了驗(yàn)證設(shè)備在安裝之后是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的性能；驗(yàn)證設(shè)備的主要運(yùn)行參數(shù)是否滿足運(yùn)行要求和系統(tǒng)功能。

福清核電廠1、2、3號機(jī)組調(diào)試期間多個(gè)除鹽器出現(xiàn)問題，問題主要出現(xiàn)在單系統(tǒng)調(diào)試階段。多數(shù)問題處理較為繁瑣，耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間，有時(shí)甚至?xí)蔀檎{(diào)試關(guān)鍵路徑，因此有必要進(jìn)行仔細(xì)分析和研究。

2.除鹽器出現(xiàn)的主要問題

在福清核電廠調(diào)試期間，除鹽器約有1/3出現(xiàn)過問題，主要分為漏水和堵塞兩類。漏水是指除鹽器上封頭人孔法蘭面處漏水，主要發(fā)生在系統(tǒng)初始進(jìn)水期間或者初次起泵系統(tǒng)帶壓期間；堵塞是指進(jìn)料濾頭堵塞，主要發(fā)生在系統(tǒng)起泵帶除鹽器調(diào)試期間。

3.問題分析及處理

3.1 除鹽器的結(jié)構(gòu)

除鹽器為立式壓力容器，主要由上下封頭、筒體及進(jìn)出料濾頭組成。通體內(nèi)徑1000mm，上下各有一個(gè)封頭，上封頭設(shè)有帶封頭的內(nèi)徑為450mm的小筒體作為人孔，上下封頭連接進(jìn)出料濾頭。本文研究的問題集中發(fā)生在上封頭位置。

除鹽器安裝在四周均為鋼筋混凝土墻的小房間中，上封頭與兩根管道相連，分別為樹脂填充管道和含氫堆冷卻劑入口管線。兩根管線及其支管均穿墻而過，管道孔洞使用高強(qiáng)度硅酮結(jié)構(gòu)密封膠封堵，使管道與墻壁固定在一起。

3.2 上封頭漏水分析和處理

3.2.1 上封頭漏水分析

在福清核電廠調(diào)試期間，多個(gè)除鹽器出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，漏水位置均為上封頭人孔螺栓連接處。總結(jié)多次漏水現(xiàn)象，分析漏水原因，分為以下3種：

上封頭人孔處螺栓松動(dòng)，螺栓力矩未達(dá)到設(shè)計(jì)和廠家要求值。

上封頭人孔法蘭面連接處墊片破損或者墊片安裝有偏差，導(dǎo)致密封效果不滿足要求。

封頭處螺栓力矩已達(dá)到要求，但是封頭密封面某個(gè)方向被強(qiáng)力拉開，密封面存在間隙，導(dǎo)致漏水。這個(gè)問題主要是因?yàn)樵诠艿篮附訒r(shí)強(qiáng)行組對造成，或者是在管道孔洞封堵時(shí)推拉管道，使得管道產(chǎn)生較大應(yīng)力，導(dǎo)致密封面產(chǎn)生間隙。

3.2.2 上封頭漏水處理

導(dǎo)致上封頭漏水的原因不同，對應(yīng)的處理方式也不相同。針對上述的3種漏水原因，相應(yīng)的處理方案分別如下：

對于第一種原因漏水，根據(jù)設(shè)計(jì)或者廠家要求力矩值，重新把緊力矩即可。

對于第二種原因漏水，上封頭的兩根管道其支管與旁邊的墻壁是剛性連接。需要將與上封頭相連的兩根管道割開，從而將上封頭移開，才能更換墊片。

對于第三種原因漏水，因?yàn)楹蜕戏忸^連接管道存在應(yīng)力，需要將應(yīng)力釋放才能保證上封頭密封面的有效性。除鹽器無法移動(dòng)，只能調(diào)整管道位置。首先將管道孔洞中的高強(qiáng)度硅酮結(jié)構(gòu)密封膠清除，然后對管道位置進(jìn)行調(diào)整，去除管道應(yīng)力。高強(qiáng)度硅酮結(jié)構(gòu)密封膠硬度很高，去除十分困難，至少需要一周時(shí)間才能把相關(guān)管道孔洞全部鑿開。

3.3 進(jìn)料濾頭堵塞分析和處理

3.3.1 進(jìn)料濾頭堵塞現(xiàn)象和分析

進(jìn)料濾頭堵塞通常發(fā)生在系統(tǒng)初次起泵試驗(yàn)期間，此試驗(yàn)期間除鹽器未安裝樹脂。泵運(yùn)行一段時(shí)間后，除鹽器的壓差升高，超過設(shè)計(jì)定值。經(jīng)拆除進(jìn)料濾頭后發(fā)現(xiàn)，堵塞進(jìn)料濾頭的大多是管道焊接時(shí)使用的水溶紙，有時(shí)會(huì)有少量膠帶紙。

福清核電廠除鹽器濾頭結(jié)構(gòu)采用鋼絲纏繞式的縫隙式濾頭，進(jìn)料濾頭縫隙寬度為0.2±0.02mm，過流面積>0.007m2。除鹽器濾頭的功能主要是在保證含氫堆冷卻劑順暢流通的同時(shí)，防止樹脂跑漏。

在安裝期間，焊接不銹鋼管道時(shí)需要使用水溶紙建立氬氣室，管道焊接完成后如果水溶紙未及時(shí)清理，或者清理不徹底，水溶紙溶于水后的纖維結(jié)構(gòu)會(huì)在進(jìn)料濾頭處聚集，最終堵塞進(jìn)料濾頭。

3.3.2 進(jìn)料濾頭堵塞處理

堵塞濾頭的水溶紙為白色纖維狀物體，經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證，通過除鹽器反沖洗管道進(jìn)行反向沖洗，無法將堵塞濾頭的水溶紙沖出，只能將進(jìn)料濾頭拆卸進(jìn)行處理。進(jìn)料濾頭和除鹽器上封頭連為一體，拆卸進(jìn)料濾頭需要首先打開上封頭，打開上封頭的方法與第二種原因漏水的處理方式一致，需要將和上封頭相連的兩根管道切割。

切割管道后，將上封頭連帶進(jìn)料濾頭一并取出。進(jìn)料濾頭拆下之后，需要用0.15mm的塞尺進(jìn)行清理。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)清理過程中要保持水溶紙濕潤狀態(tài)，將進(jìn)料濾頭放在水中清理，最為便捷。如果水溶紙干燥后，則很難清理。

4.建議改進(jìn)措施

對于除鹽器漏水問題，建議改進(jìn)措施如下幾點(diǎn)：

除鹽器出廠驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，保證出廠質(zhì)量；

現(xiàn)場安裝期間要對除鹽器進(jìn)行檢查，尤其是在上封頭管道焊接前，要認(rèn)真檢查上封頭螺栓是否把緊，有無明顯的缺陷等；

在系統(tǒng)移交調(diào)試前的聯(lián)合檢查過程中，除鹽器本體也要在檢查范圍內(nèi)，提前發(fā)現(xiàn)問題，提前處理。

對于除鹽器堵塞問題，根據(jù)現(xiàn)場安裝和調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)反饋，有以下兩點(diǎn)改進(jìn)措施：

在安裝階段，管道焊接結(jié)束后，及時(shí)清理管道中的水溶紙，而且保證清理干凈。針對管道最后一道焊縫，可以改良焊接工藝，采取其他措施建立焊接時(shí)的氬氣腔，避免使用水溶紙。

在調(diào)試階段，可以制作一個(gè)臨時(shí)濾網(wǎng)，放入進(jìn)料濾頭頂部，在含氫堆冷卻劑進(jìn)入進(jìn)料濾頭之前會(huì)先通過臨時(shí)濾網(wǎng)，將水溶紙、膠帶紙等雜物過濾掉。將上封頭頂部和含氫堆冷卻劑管道相連的三通頂部盲板拆下，即可放入臨時(shí)濾網(wǎng)。

結(jié)論

在系統(tǒng)移交調(diào)試之前認(rèn)真檢查，提前發(fā)現(xiàn)問題，可減少后續(xù)調(diào)試期間漏水事件發(fā)生的比例。對于堵塞問題，通過臨時(shí)濾網(wǎng)，則可以簡單有效地解決此問題，避免每次堵塞都需要切割管道處理，可節(jié)省大量人力、物力和時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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