爆破吹掃法在核電機組中的應用

黃專斌 王鋒

摘 要：在核電工程中，二回路系統(tǒng)蒸汽管道的清潔對電站安全運行起著至關重要的作用。近年來國內部分核電站利用爆破吹掃法對蒸汽管道進行吹掃，以去除蒸汽管道中的銹蝕、焊渣及其他異物，從而避免異物進入蒸汽發(fā)生器及汽輪機等重要設備，造成設備故障和事故。核電機組蒸汽發(fā)生器的安全運行是核安全的重要憑證，對設備清潔的要求比火電機組要求更高。現以福清核電1號機組為例，將主蒸汽及相關系統(tǒng)管道吹掃方法的良好實踐總結出來，希望能夠為其它電站提供一定的參考。

關鍵詞：核電 二回路 爆破吹掃 蒸汽管道 良好實踐

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0212-02

Application of Burst-Purging Method in Nuclear Power Unit

Huang Zhuanbin Wang Feng

（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Beijing，100080，China）

Abstract：In nuclear power engineering， the cleaning of steam pipeline in secondary circuit system plays a vital role in the safe operation of power plant. In recent years， some domestic nuclear power plants usethe burst-purging method for steam pipelines to remove the rusts， weld slag and foreign materials， so as to avoid them entering steam generator， steam turbine and other important equipments and causing equipment failures and accidents.The safe operation of steam generator in nuclear power units is an important certificate of nuclearsafety， and it has higher requirements on equipment cleaning than those in thermal power unit. Now it takes Unit 1 of Fuqing Nuclear Power Station as example and summarizes the good practices on pipeline burst-purging of main steam system and its relevant systems to provide a reference for other plants.

Key Words：Nuclear Power；Secondary Circuit；Burst-Purging；Steam Pipeline；Good Practice

核電機組二回路管道清潔度的控制是二回路管道安裝中的重要環(huán)節(jié)，主蒸汽經主汽門后直接進入汽輪發(fā)電機高壓缸，因此，蒸汽主管內的清潔度直接關系到機組安全運行[1]。在福清核電廠1、2號機組中，汽輪機是東方電氣集團使用ALSTOM技術生產的ArabelleTM1000MW級大型汽輪機。該汽輪機是一臺單軸、三缸四排汽、帶有中間汽水分離再熱器的多級沖動式、凝汽式汽輪機，轉速為1500 rpm[2]。該汽輪機有一個高中壓合缸（HIP）和兩個低壓缸（LP）。蒸汽在高壓缸和中壓缸中為單流程，在低壓缸中為對稱雙流程。高中壓轉子和兩個低壓轉子都由兩個徑向軸承支撐。高中壓轉子通過聯(lián)軸器與低壓轉子剛性連接，整個軸系只有一個推力軸承，位于中壓缸和1號低壓缸之間的軸承箱內。該汽輪機獨特的結構決定了蒸汽在汽輪機中做功的流程為：主蒸汽通過四組蒸汽閥門進入高壓缸，每組閥門由一個高壓主汽閥和一個高壓調節(jié)閥組成。在高壓缸中膨脹做功以后，蒸汽被送往兩個并聯(lián)運行的汽水分離再熱器中。先在汽水分離器中進行除濕，接著在兩級再熱器中依次被加熱[3]后，通過四組中壓主汽閥和調節(jié)閥進入到中壓缸。在中壓缸中膨脹做功以后，蒸汽進入低壓缸繼續(xù)膨脹做功并排入下部的凝汽器。

1. 爆破吹掃實施過程

1.1 爆破吹掃范圍

ARE（主給水流量控制系統(tǒng)）給水調閥后隔離閥起，經ARE至蒸汽發(fā)生器給水管線→蒸汽發(fā)生器本體→核島側主蒸汽管線→主蒸汽聯(lián)箱→高壓主汽閥前→主蒸汽排氣臨時管道→爆破閥，及主蒸汽至各用戶設備前的管道。

為防止ARE管道內雜物進入蒸汽發(fā)生器[4]，ARE系統(tǒng)給水調閥至凝汽器管道進行反吹掃，進凝汽器前臨時管道引出，做為排氣口。

1.2 吹掃臨時設施

（1）在爆破閥前兩側用腳手架作為龍骨，竹排或木方圍護起來，作為安全防護欄[5]。

（2）主蒸汽管道最后與主汽門相連的直管段暫不安裝，并把此作為主蒸汽吹掃的出口，出口處設靶板及爆破閥（臨時閥1），如圖1所示。

（3）在主蒸汽兩側旁路聯(lián)箱封頭處疏水袋底部留吹掃口，安裝臨時管道和臨時閥門（臨時閥2，臨時閥3），并在臨時管道上設置靶板，手動控制臨時閥門進行吹掃，避免出現盲端。

（4）第二級再熱器加熱蒸汽管道與設備接口處接臨時管道，安裝臨時管道和臨時閥門（臨時閥4），并在臨時管道上設置靶板，手動控制臨時閥門進行吹掃。

（5）旁路蒸汽至軸封蒸汽母管處預留接口，并把此作為旁路蒸汽至軸封蒸汽管道的吹掃出口。

（6）蒸汽轉化器進汽管道在各隔離閥處預留接口作為管道吹掃出口。

（7）常規(guī)島在主蒸汽臨時管道上設置壓力表。

（8）其余各排放口吹掃時可就地排放（但不得吹向機械設備、電氣盤柜、人和其它物項，排放地點要空曠、安全）。

1.3 爆破吹掃流程

主蒸汽系統(tǒng)吹洗主要包括主蒸汽管道、旁路蒸汽系統(tǒng)管道、第二級再熱器加熱蒸汽系統(tǒng)管道。該系統(tǒng)管道采用壓縮空氣吹掃，具體方法為把蒸發(fā)器作為充氣儲罐[6]，當充氣壓力達到0.6 MPa[7]時快速打開爆破閥，使蒸發(fā)器的氣體迅速通過主蒸汽系統(tǒng)的有關管道，以達到吹掃的目的。爆破的氣源采用壓縮空氣，供氣點核廠房蒸發(fā)器的主給水排放口進氣和常規(guī)島主蒸汽吹掃臨時管進氣，達到0.6 Mpa為止，吹掃順序為：先主蒸汽管及旁路蒸汽管道、二級再熱蒸汽管，汽水分離再熱器蒸汽管道，主蒸汽至除氧器蒸汽管道，然后吹掃其它相關系統(tǒng)和各支管管道。首先進行主蒸汽管道爆破吹掃，待爆破吹掃合格后，依次打開各臨時閥進行主蒸汽旁路管道、GSS（汽水分離再熱器）蒸汽管道吹掃、STR（蒸汽轉換系統(tǒng)）蒸汽管道、ADG（除氧器）蒸汽管道，另外其它疏水、放氣等管道在各階段吹掃時進行穿插吹掃。

1.3.1 主蒸汽吹掃

在進氣初期，徐緩慢向管道送氣，當檢查排出口有氣體排出，方可逐漸加大氣量，以防閥門、盲板等不正確原因造成系統(tǒng)局部超壓現象[8]。

首先將核島充氣壓力達到0.1 Mpa時，快速打開主蒸汽吹掃爆破閥（臨時閥1）進行吹掃，當壓力降為零時，關閉爆破閥。此時要全面檢查各臨時支架及爆破閥的狀況是否牢固可靠；如正常則將核島充氣壓力充到0.3 Mpa，再快速打開主蒸汽吹掃爆破閥進行吹掃，當壓力降為零時，關閉爆破閥。此時要再次全面檢查各臨時支架及爆破閥的狀況是否正常。

如上述預吹掃情況正常則將系統(tǒng)管道充氣，壓力充到0.6 Mpa，再快速打開主蒸汽吹掃爆破閥，當壓力降為零時，關閉爆破閥。進行主蒸汽系統(tǒng)的吹掃，直至合格，當所爆破閥所在管道吹掃合格后停止充氣。

1.3.2 主蒸汽旁路管道吹掃

主蒸汽旁路管道吹掃，在旁路管道末端疏水袋處接臨時管道，當核島充氣壓力充到0.6 Mpa，手動打開爆破閥進行吹掃，直至打靶合格。主蒸汽旁路分為2路，分別安裝2個爆破閥（臨時閥2、臨時閥3）。

1.3.3 二級再熱器加熱蒸汽管道吹掃

二級再熱器加熱蒸汽管道在與設備接口處預留兩個管段，用來接臨時管道，并在臨時管道上設臨時閥門，將核島充氣壓力充到0.6 Mpa，通過手動控制臨時閥門4進行吹掃，直至吹掃合格。

1.3.4 主蒸汽至除氧器蒸汽管道吹掃

主蒸汽至除氧器蒸汽管道在與抽氣管道連接處斷開接臨時管道，并在臨時管道上設置臨時閥，將核島充氣壓力充到0.6 Mpa，通過手動控制臨時閥門進行吹掃，直至吹掃合格。

1.3.5 各系統(tǒng)疏水、放汽、取樣支管的吹掃

各系統(tǒng)疏水、放汽、取樣支管可在吹掃各系統(tǒng)之間，控制各系統(tǒng)疏水、放汽支管的閥門，穿插進行吹掃，直至合格。

2 檢驗方法及驗收標準

（1）對于放置靶板的管道的吹掃，在保證沖刷力的前提下，連續(xù)兩次更換靶板檢查，靶板上的沖擊斑痕粒度不得大于0.8mm，且斑痕不多于8點即認為吹掃合格[9]。對于沒有放置靶板的管道的吹掃，以出口處的空氣潔凈為準[10]。

（2）靶板位置：靶板應放置于爆破閥前臨時管中心。

（3）靶板放置時間：系統(tǒng)在吹掃5次后，再放入進行初步檢查，更換靶板時應保持靶板表面光滑潔凈。

（4）對每次吹掃的靶板進行編號，以便保存。

（5）靶板規(guī)格：750 mm×60 mm×5mm、300 mm×25 mm×5 mm，靶板材質為鋁板。

3 吹掃結果分析

（1）主蒸汽管道爆破15次后打靶結果還是一直不合格，由于疏水器結構比價大，經過分析爆破吹掃不能將主蒸汽管道疏水器內雜物全部帶出，每次爆破吹掃都會帶出一部分疏水器內雜質，使打靶結果不合格。后打開每個疏水器排污閥吹掃一段時間，然后爆破打靶，打靶記錄合格。

（2）由于臨時管道清潔度遠遠低于正式管道，靶板安裝在盡量靠近正式管道的地方，減少臨時管道對吹掃結構的影響，提高吹掃效率。

4 結論

利用爆破吹掃法對核電二回路蒸汽管道進行吹掃，能安全有效的去除管道中的異物，做到對蒸汽管道的全面吹掃，不留死角，使二回路蒸汽管道的清潔度得到保證，對以后機組安全、穩(wěn)定、經濟運行起著極其重要的作用；對于安裝靶板的管道，可以有效的驗證吹掃效果。

參考文獻

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