蒸汽發(fā)生器一次側(cè)氣密堵板安裝經(jīng)驗(yàn)交流

□蔣春榮 王 偉 黎有坤

一、引言

在機(jī)組大修時，一回路主設(shè)備的在役檢查工作是大修關(guān)鍵主線工作，至關(guān)重要。反應(yīng)堆壓力容器在役檢查時，需反應(yīng)堆充水至約15m水位，而蒸汽發(fā)生器水室及傳熱管的檢查需蒸汽發(fā)生器內(nèi)部保持無水，兩者對水位要求相悖。為滿足兩者同時檢查，縮短大修周期的要求，需在蒸汽發(fā)生器給水進(jìn)口和出口位置處安裝氣密堵板，將蒸汽發(fā)生器隔離出來，這樣對反應(yīng)堆內(nèi)進(jìn)行充水將不影響蒸汽發(fā)生器的役檢工作。同時，氣密堵板的安裝可避免在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部檢查時異物落入主管道，免于因異物對一回路設(shè)備造成損壞。

蒸汽發(fā)生器氣密堵板作為一回路主設(shè)備的隔離邊界，其密封可靠性、持續(xù)性至關(guān)重要，如其密封不良，將導(dǎo)致一回路放射性水通過蒸汽發(fā)生器一次側(cè)入孔處泄漏，造成反應(yīng)堆廠房內(nèi)設(shè)備、人員等的損壞、沾污等嚴(yán)重事件。因此，合理選擇可靠的氣密堵板，并正確可靠安裝，才能保證氣密堵板的密封可靠性，從而保證大修的進(jìn)度和質(zhì)量，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、氣密堵板系統(tǒng)

(一)氣密堵板結(jié)構(gòu)。氣密堵板由兩個半圓板、一個中間板組及密封隔膜組成。兩個半圓板及一個中間板組合成圓形堵板結(jié)構(gòu)，形成密封法蘭結(jié)構(gòu)，以保證隔膜密封。兩個小半圓邊板，每個包含4套固定螺栓，用來與蒸汽發(fā)生器給水進(jìn)出口法蘭面上的螺栓孔進(jìn)行連接，以固定堵板并形成密封。兩個小半圓邊板內(nèi)邊的末端設(shè)置了兩個凸臺，用來限制中間堵板部件，因此中間板不需要通過螺栓進(jìn)行固定。中間板上設(shè)置有兩個導(dǎo)向銷，以便在安裝時與蒸汽發(fā)生器給水口法蘭面上的定位孔進(jìn)行對正。

(二)密封原理。堵板密封隔膜為一層隔膜，固定在堵板的中間板上，一共有3道密封，從內(nèi)到外分別為濕密封、干密封、自密封。濕密封和干密封均為氣動密封，采用耐輻照的材料制造；自密封處于兩道氣動密封的下游，作為安全設(shè)施，在兩道氣動密封失效緊急情況下，可限制泄漏率。密封隔膜連接有3根氣管，其中2個用于連接2道氣動密封，另外1個為泄漏監(jiān)測管，監(jiān)測點(diǎn)位于兩道氣動密封之間。

(三)控制臺。一個控制臺可連接并監(jiān)控2套氣密堵板。每個氣密堵板的干密封和濕密封通過控制臺進(jìn)行獨(dú)立充壓，分別監(jiān)控各自壓力?？刂婆_有2個氣源接口，一個為主氣源，一般連接到廠房固定的壓空系統(tǒng)中，另一個為備用氣源，可以連接到壓縮氣瓶或移動式壓空機(jī)，以便在失去主氣源時緊急投用備用氣源，以保障氣密堵板兩道密封的氣壓穩(wěn)定，保證密封的可靠性。

控制臺為每個堵板配套有一套泄漏監(jiān)測和報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)控制臺供氣壓力低于設(shè)定值或濕密封失效泄漏等緊急情況發(fā)生時，控制臺的報(bào)警系統(tǒng)將響起，以提醒值班人員進(jìn)行原因分析，快速判斷后進(jìn)行干預(yù)。報(bào)警系統(tǒng)留有信號線接口，可將報(bào)警信號連接傳輸?shù)街骺厥?，主控室操作員可與現(xiàn)場人員同步發(fā)現(xiàn)報(bào)警，以便操作員在確定報(bào)警后及時響應(yīng)，迅速采取措施控制事態(tài)變化，防止惡化。

控制臺上還設(shè)有1個排泄口，可排出從濕密封泄漏到泄漏監(jiān)測環(huán)中的介質(zhì)。

三、氣密堵板系統(tǒng)的準(zhǔn)備

(一)部件檢查。對氣密堵板系統(tǒng)各部件進(jìn)行檢查，主要檢查內(nèi)容：一是半圓板、中間板等金屬部件有無損壞、腐蝕等缺陷；二是半圓板上固定螺栓組件等緊固件是否有松動或脫落，螺紋是否有缺陷；三是隔膜組件的完整性，是否存在老化或裂紋等缺陷(重點(diǎn))，以小氣壓充入干、濕兩道氣動密封膠囊中，檢查有無泄漏；四是中間板上氣管的接頭是否牢固，氣管是否存在老化或裂紋等缺陷；五是控制柜的完整性，壓力表等計(jì)量元件是否在校驗(yàn)合格期內(nèi)。

(二)人員培訓(xùn)及訓(xùn)練。蒸汽發(fā)生器一次側(cè)內(nèi)部環(huán)境計(jì)量非常高，從輻射防護(hù)最優(yōu)化的角度出發(fā)，需要堵板安裝人員非常熟悉堵板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并熟練掌握堵板的安裝技能，在最短的時間內(nèi)安裝完成，且保證安裝成功率。為此，堵板安裝人員每次在進(jìn)行堵板安裝作業(yè)前，必須在蒸汽發(fā)生器模擬體上經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，并經(jīng)測試合格。

(三)組裝測試。蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到核安全，故氣密堵板系統(tǒng)在使用前必須經(jīng)過測試，確保系統(tǒng)安全可靠。在氣密堵板安裝人員訓(xùn)練完成后，須再次對系統(tǒng)各部件檢查，確認(rèn)無任何缺陷后，對堵板系統(tǒng)進(jìn)行組裝，并在模擬體平臺上進(jìn)行測試。氣密堵板系統(tǒng)的測試，因氣密堵板系統(tǒng)使用頻率較低，放置時間較長，建議至少在氣密堵板系統(tǒng)使用前1個月進(jìn)行，以檢驗(yàn)氣密堵板系統(tǒng)的可靠性，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行解決，檢查合格后各部件放置在溫度適宜的環(huán)境中，且妥善包裹放置，防止無關(guān)人員誤動；如有條件，在氣密堵板系統(tǒng)使用前1周，再次對堵板密封系統(tǒng)進(jìn)行測試，以確保系統(tǒng)安全可靠。

四、氣密堵板系統(tǒng)的安裝

海南昌江核電蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)安裝流程如下：第一，設(shè)置堵板系統(tǒng)控制臺位置，布置氣源、電源管線等。第二，安裝人員進(jìn)入蒸汽發(fā)生器一次側(cè)安裝堵板。第三，檢查人員進(jìn)入蒸汽發(fā)生器檢查堵板安裝。第四，通過氣管連接堵板與控制臺。第五，設(shè)置控制臺參數(shù)。第六，檢查堵板保壓是否正常，如正常則安裝工作結(jié)束，否則從第二步開始重新檢查。

安裝流程中，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器一次側(cè)安裝堵板是關(guān)鍵，安裝人員必須經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)和測試。一個堵板的安裝一般需要2個安裝人員和1名檢查人員，每名安裝人員的作業(yè)時間約60S，第一名安裝人員主要負(fù)責(zé)將中間板安裝就位，確保隔膜正確就位后，將兩個半圓板安裝就位，同時，每個板手動帶上1顆固定螺栓；第二名安裝人員主要負(fù)責(zé)檢查密封隔膜是否安裝正確，確認(rèn)正確后安裝兩個半圓板的所有8顆固定螺栓，并用扳手?jǐn)Q緊，直至半圓板上的就位凸點(diǎn)正確凸起，同時，安裝水室內(nèi)輸水孔塞子；檢查人員主要負(fù)責(zé)檢查堵板是否安裝正確，確保隔膜無壓偏或折皺，檢查輸水孔塞子安裝正確。一臺蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)至少需要安裝人員4名和檢查人員1名，另外，應(yīng)至少預(yù)留2名安裝人員作為預(yù)備隊(duì)，以應(yīng)對安裝過程中人員緊張、安裝失誤等異常突發(fā)情況。

此外，控制臺的各項(xiàng)參數(shù)必須嚴(yán)格按照說明書中要求的數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，并且在設(shè)置完成后，檢查確認(rèn)堵板保壓正常，壓力無變化，否則說明堵板安裝存在異常，需拆除堵板后重新安裝。

堵板安裝中需特別注意事項(xiàng)：一是氣管的安裝必須一一對應(yīng)，不能錯接(氣管接頭有顏色標(biāo)識)；二是堵板上紅色凸點(diǎn)需高出堵板平面；三是密封隔膜正確就位，無折皺或收縮；四是安裝人員如出現(xiàn)心理緊張或其他突發(fā)情況，應(yīng)及時更換人員；五是安裝人員進(jìn)入蒸汽發(fā)生器內(nèi)部作業(yè)時，如在規(guī)定作業(yè)時間內(nèi)無法完成既定計(jì)劃的工作內(nèi)容，應(yīng)及時撤出，并將內(nèi)部工作情況及時跟下一名人員交接，不得隨意延長在蒸汽發(fā)生器內(nèi)部工作時間，以免造成人員承受過高輻射劑量。

五、結(jié)語

海南昌江核電所用WR型氣密堵板系統(tǒng)在國內(nèi)外核電機(jī)組有廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過各核電廠的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，性能可靠。但該廠工作人員對蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)的使用和操作經(jīng)驗(yàn)不足，還有很多可優(yōu)化改進(jìn)的地方，比如半圓板固定螺栓的安裝等。

M310機(jī)組設(shè)計(jì)相對較早，受蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)限制等因素制約，氣密堵板系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)較笨重、堵板安裝時間較長、自動化程度不高等不足。相比較下，第四代核電技術(shù)(如AP1000)蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，新型密封堵板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，操作更方便，可大大降低堵板安裝人員所受輻照[2]。隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，希望可開發(fā)出更簡便、更易操作、自動化程度高、無需人員進(jìn)入蒸汽發(fā)生器內(nèi)部操作的安全可靠蒸汽發(fā)生器密封堵板系統(tǒng)。