壓水堆（M310）穩(wěn)壓器人孔保護裝置的研究

袁鑫

福建福清核電有限公司 福建福清 350300

壓水堆核電廠M310 堆型的穩(wěn)壓器（簡稱PZR）為一回路至關(guān)重要的設(shè)備，用于調(diào)節(jié)因負荷瞬態(tài)引起的壓力正波動和負波動。在正波動時，通過啟動噴淋系統(tǒng)冷凝容器內(nèi)的蒸汽，防止穩(wěn)壓器壓力達到先導式安全閥的整定值。在負波動時，水的閃蒸和電加熱元件自動啟動產(chǎn)生蒸汽，使壓力維持在反應堆緊急停堆整定值以上。

穩(wěn)壓器是關(guān)鍵敏感設(shè)備（SPV 級設(shè)備），在電廠設(shè)備等級中是最高級，是一回路非常重要的設(shè)備，運行期間內(nèi)部介質(zhì)為一回路冷卻劑。它是核一級設(shè)備，主要由上封頭組件、筒體組件、下封頭組件、內(nèi)件構(gòu)成，人孔位于上封頭處[1]。

核電廠每次大修時均需打開穩(wěn)壓器人孔，裸露人孔法蘭密封面，使得一回路通大氣，對穩(wěn)壓器內(nèi)構(gòu)件檢查，內(nèi)部焊縫探傷檢查。人孔打開后需面臨保護密封面問題、從人孔處防止異物進入問題、通大氣時從人孔進氣問題。為了同時解決這些問題，設(shè)計加工一種核電廠穩(wěn)壓器人孔多功能保護裝置及方法就顯得尤為重要。

1 目的

為壓水堆M310 堆型核電廠穩(wěn)壓器人孔設(shè)計構(gòu)思一種可同時滿足保護密封面、通氣、防異物要求三重功效的裝置及方法，且該裝置在穩(wěn)壓器內(nèi)部檢查處理工作期間也要能很好地保護人孔法蘭密封面。

2 設(shè)計思路

運用機械設(shè)計及制造知識，根據(jù)核電廠穩(wěn)壓器人孔結(jié)構(gòu)，設(shè)計該多功能保護裝置及方法。

設(shè)計方法為首先設(shè)計一塊人孔密封面保護環(huán)，根據(jù)人孔密封面上的3 個襯板螺栓孔位置鉆出相應通孔，在其他合適位置鉆出4個不通孔，加工好內(nèi)螺紋，通過襯板螺栓將保護環(huán)安裝固定在人孔密封面上；其次設(shè)計一塊通氣板，中間部位為很多小孔，板邊緣無孔，根據(jù)密封面保護環(huán)上4 個不通的螺紋孔位置對應在通氣板上鉆出相應通孔，通過合適螺栓將通氣板安裝固定在人孔密封面保護環(huán)上；然后設(shè)計一塊帶兩塊豎直筋板的防異物蓋板，通過焊接將防異物筋板及蓋板與通氣板連接固定在一起。

構(gòu)思的裝置為套件，包括密封面保護環(huán)、通氣板、筋板、防異物蓋板。密封面保護環(huán)作用為實時保護穩(wěn)壓器人孔密封面，材質(zhì)為尼龍材料，不會損壞密封面，且質(zhì)量較輕，人孔打開后第一時間安裝上，直到關(guān)人孔前再取下；通氣板作用為確保穩(wěn)壓器內(nèi)部與外部空氣流通，在一回路排水時空氣從此處進入，通氣板上的很多小孔也會起到防異物作用；筋板作用為將通氣板與防異物板隔開，保持一定距離，使得空氣有通道進入穩(wěn)壓器內(nèi)部，同時支撐防異物蓋板；防異物蓋板作用為實時防止異物進入穩(wěn)壓器內(nèi)部，確保穩(wěn)壓器人孔打開期間無異物進入。通氣板、筋板、防異物蓋板為同一材質(zhì)，不銹鋼薄板，質(zhì)量輕，強度高，加工制造時將三者通過焊接連接固定，合稱通氣防異物組合件，日后現(xiàn)場使用時只需安裝密封面保護環(huán)和通氣防異物組合件即可[2]。

3 裝置三維圖及操作方法

說明：穩(wěn)壓器人孔多功能保護裝置為零件1/2/3/4/5 組成的套件，密封面保護環(huán)為單一部件，材質(zhì)為尼龍；通氣板、筋板、防異物蓋板為同一材質(zhì)，不銹鋼薄板，加工制造時將三者通過焊接連接固定，合稱通氣防異物組合件（此處示意圖分開是為了更好地展示零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)）。示意圖中零件6 繪制是為了模擬裝置安裝配合效果。

表1 裝置三維圖中零件清單

安裝時首先將密封面保護環(huán)通過人孔密封面襯板螺栓固定在密封面上，然后使用緊固螺栓將通氣防異物組合件固定在密封面保護環(huán)上即可。當穩(wěn)壓器內(nèi)部需進行檢查處理工作時，僅需將緊固螺栓拆除，將通氣防異物組合件取下，密封面保護環(huán)繼續(xù)保留在人孔密封面上，這樣可達到即使穩(wěn)壓器內(nèi)部有工作時也可以很好地保護密封面的效果[3]。

4 結(jié)語

設(shè)計的穩(wěn)壓器人孔多功能保護裝置及方法所運用的技術(shù)知識為機械設(shè)計及制造，通過精細化分析穩(wěn)壓器人孔結(jié)構(gòu)，精心設(shè)計，全面考慮，設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量輕，強度高，加工使用操作簡便，安裝高效，可同時滿足保護密封面、通氣、防異物三重功效，且在穩(wěn)壓器內(nèi)部檢查處理工作期間也能很好地保護人孔法蘭密封面，性能指標穩(wěn)定優(yōu)良，可很好地保護關(guān)鍵敏感設(shè)備性能可靠，確保核電廠機組狀態(tài)穩(wěn)定。

各大核電廠的穩(wěn)壓器或其他容器人孔結(jié)構(gòu)形式大同小異，類似這種結(jié)構(gòu)的，均可使用這種多功能保護裝置及方法，因此該裝置及方法適用于各大核電廠穩(wěn)壓器人孔保護，亦可借鑒至核電廠蒸汽發(fā)生器等其他重要容器的人孔保護，應用面極廣，該裝置屬于純機械設(shè)計制造，手動操作，安全性能可靠、穩(wěn)定、優(yōu)良，且加工制造成本非常低，經(jīng)濟效益巨大。