核電廠冷凝器鈦管氦查漏檢驗(yàn)技術(shù)及工程實(shí)踐

董康

(中廣核核電運(yùn)營有限公司，廣東 深圳 518125)

1 背景

氦質(zhì)譜檢漏以其靈敏度高、可靠性好、無污染、可攜帶、快速、準(zhǔn)確、不會因水汽或其他氣體而受干擾、適應(yīng)性廣和檢漏的經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在核電廠冷凝器鈦管、真空系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子靜向?qū)щ姉U、制氫站電解槽、熱交換器、壓力容器等設(shè)備的檢漏，相比其他無損檢測方法具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

某核電機(jī)組運(yùn)行巡檢發(fā)現(xiàn)冷凝器(CEX)泵出口鈉含量及APG 系統(tǒng)鈉含量緩慢上升，根據(jù)化學(xué)在線儀表監(jiān)測趨勢和手工分析結(jié)合，初步判斷CEX 凝汽器C2 列海水泄漏，泄漏量大約50ml/h。是目前該機(jī)組所在核電基地發(fā)現(xiàn)的最小的泄漏量，冷凝器狀態(tài)穩(wěn)定。

2 查漏的準(zhǔn)備

由于在開始檢修前沒有辦法確認(rèn)具體的泄漏點(diǎn)和根本原因，對不同的情況詳細(xì)編制不同的方案，最主要的預(yù)案是涉及鈦管與管板處的泄漏牽涉的焊接作業(yè)；堵管處的泄漏涉及需要打開A2/B2 水室對所有的堵管進(jìn)行查漏和檢查；以及停運(yùn)CRF002PO 時泄漏源仍然存在涉及CRF 到列的問題均有詳細(xì)的預(yù)案和關(guān)鍵路徑，同時提醒專項(xiàng)組成員按照最困難和最復(fù)雜的情況進(jìn)行準(zhǔn)備。因此次搶修是在機(jī)組降功率到600MW 平臺進(jìn)行，并且涉及到搭設(shè)腳手架作業(yè)、高溫作業(yè)、高空作業(yè)、容器內(nèi)作業(yè)，可能還會有焊接作業(yè)。在運(yùn)行機(jī)組進(jìn)行這些作業(yè)風(fēng)險較高，因此專項(xiàng)組特別組織各個部門會同安全專門開會討論工業(yè)安全方面的各種風(fēng)險和預(yù)防措施。

在氦查漏檢查實(shí)施前，對于儀器儀表以及工器具(詳見表1)均在工作開始前進(jìn)行了反復(fù)檢查和試驗(yàn)，所有的重要儀器儀表均有備件，如準(zhǔn)備了兩臺質(zhì)譜儀、兩臺記錄儀、兩個真空變送器等。并落實(shí)了實(shí)驗(yàn)室值班人員在開始查漏后24 小時在實(shí)驗(yàn)室值班，以便及時支持現(xiàn)場的工作。所有參與查漏的工作人員均參加專門的安全培訓(xùn)，并安排了3 組作業(yè)人員交替作業(yè)，開始查漏前在CEX103CS 的B 列外部搭設(shè)腳手架，并在海水進(jìn)出口側(cè)安裝電話，保證通訊的暢通。至此查漏專項(xiàng)組的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作已經(jīng)全部準(zhǔn)備就緒，具備開工條件。

表1 儀器儀表以及工器具的準(zhǔn)備

3 查漏及再鑒定

3.1 查漏前安裝儀器儀表

機(jī)組按照計劃降功率到630MW 平臺，各專業(yè)展開搶修活動，查漏專項(xiàng)組安裝質(zhì)譜儀、記錄儀、真空變送器等。在上午11：00 左右完成儀器儀表的安裝，記錄主控參數(shù)。

3.2 漏前測試氦氣的響應(yīng)時間和精度測試

在現(xiàn)場儀器儀表安裝完成后，測量質(zhì)譜儀的本底為1.8*10-5，先后3 次在氦氣入口處注入氦氣，測試氦氣的響應(yīng)時間，氦氣的濃度依次為1.4%和15%，每次測試時間為30 分鐘。濃度為1.4%，先后進(jìn)行了2 次，質(zhì)譜儀均沒有相應(yīng)。濃度15%時響應(yīng)時間為15 分鐘，數(shù)值從1.8*10-5變化到2.2*10-5。試驗(yàn)表明在關(guān)閉CVI001VA 的情況下，氦氣的響應(yīng)時間大大延長，并且精度下降很多，對于50ml/h 的微小泄漏，無法準(zhǔn)確定位。

針對響應(yīng)時間大大延長的情況，啟動驗(yàn)證方案，打開CVI804/820VA(對應(yīng)于A 列)，投入15%氦氣，響應(yīng)時間為1 分鐘，質(zhì)譜儀數(shù)值有1.8*10-5變化到1.2*10-4。質(zhì)譜儀約15 分鐘回到本底，證明了L1CVI001VA 的關(guān)閉對氦氣的響應(yīng)時間和精度都有較大的影響，經(jīng)過測試，最終決定聯(lián)通CVI005/006YP,再次進(jìn)行氦氣響應(yīng)時間以及精度試驗(yàn)。

3.3 分體查漏

將鈦管進(jìn)行分區(qū)，共分了16 個大區(qū)，大氦罩的尺寸為1120*640mm，可以覆蓋22 排鈦管。區(qū)域之間互相重疊，防止漏查，見圖1。

圖1 鈦管整體分布圖

將記錄儀接在CEX103CS 的B 列水室外面。方便投氦和記錄的同步性，由工作負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，防止誤投或漏記。根據(jù)響應(yīng)時間，保守起見投氦時間設(shè)置為4 分鐘。最終在1A 區(qū)域，即管板左上腳區(qū)域發(fā)現(xiàn)疑似泄漏點(diǎn)。本底從1.8*10-5變化到1.9*10-5，其余15 個區(qū)域，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏。將1A 區(qū)域劃分成4 個小的區(qū)域再次進(jìn)行投氦。同時提高氦氣沖壓速率。每個區(qū)域均互相重疊，防止漏查，隨后發(fā)現(xiàn)1Aa 區(qū)域有泄漏點(diǎn)，數(shù)值有1.8*10-5變化到1.2*10-4，依次排除其余3 個區(qū)域，再次分區(qū)詳見圖2。

圖2 鈦管整體分布圖

再將1Aa 區(qū)域劃分為4 個區(qū)域，排除3 個區(qū)域，確定漏點(diǎn)在1Aac 區(qū)域，每個區(qū)域均互相重疊，防止漏查。最后開始對1Aac 區(qū)域的20 根鈦管進(jìn)行單管查漏(詳見圖3)，原則是從外側(cè)開始查找，在進(jìn)行到第4 根單管查漏，確認(rèn)漏點(diǎn)。具體位置是左上角第七排第一根鈦管泄漏，進(jìn)行了堵管。

圖3 鈦管整體分布圖

在堵管后，對1Aac 區(qū)域再次進(jìn)行再鑒定，分別進(jìn)行了單管以及全部區(qū)域的查漏，確認(rèn)漏點(diǎn)消除，并同時對堵管周圍區(qū)域再次進(jìn)行查漏，無異常。項(xiàng)目收尾在拆除內(nèi)部水室腳手架和安裝完入孔門后，進(jìn)行氦氣整體再鑒定試驗(yàn)。先后沖入4 瓶氦氣(大約1 個小時)，穩(wěn)定觀察30 分鐘，沒有發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)和疑點(diǎn)，氦氣查漏整體再鑒定合格。

4 結(jié)論

本次CEX103CS 的B 列水室氦氣查漏，雖然找到漏點(diǎn)，消除了故障，但還是有多方面問題和經(jīng)驗(yàn)需要總結(jié)和反饋：本次鈦管的泄漏量作為核電基地4 臺機(jī)組有史以來最小的泄漏量，試驗(yàn)結(jié)果表明這樣的泄漏量約50ml/h 是可以查出的。在聯(lián)通CVI005/006 取壓管線后，雖然聯(lián)通管線是1/4 英寸，但是B 列泄漏的氦氣還是可以直接從汽側(cè)抽到CVI 泵，這樣大大減少響應(yīng)時間，并且精度有了很大的改善。可以滿足分體查漏定位的要求。通風(fēng)機(jī)組雖然在工作過程中狀態(tài)穩(wěn)定，但運(yùn)行到后期還是產(chǎn)生風(fēng)力不足的現(xiàn)象，需要在以后專門維護(hù)。