CPR1000核電廠重要廠用水系統管道的安裝

馮新才

摘 要：在CPR1000核電廠中，重要廠用水系統（SEC）是一個開式循環系統，流動介質為海水，通過海水冷卻設備冷卻水系統（RRI）并聯的RRI/SEC板式換熱器，將收集的熱負荷輸送到最終熱阱-大海[1]。每臺機組的SEC系統由兩個獨立的且實體分隔的冗余系列組成，每個系列有100%的容量，并且由相應的柴油機廠房應急電源供電，以保證系統在失去一次側冷卻、失去外電源等事故下能正常地運行，從而保障核電廠的正常運行。為了抵御天然海水的腐蝕性，重要廠用水系統主要采用陰極保護碳鋼管、氯丁橡膠襯膠管、環氧樹脂玻璃纖維管等管道，這三類管道相比普通鋼質管道均有自己獨特的安裝特點，要使系統達到設計的防腐要求，從施工層面來說，首先必須掌握其正確的安裝方法。下面對其安裝要點進行簡要分析與總結。

關鍵詞：CPR1000核電廠；管道系統；安裝要點

1 陰極保護碳鋼管道的安裝

SEC系統采用的是外加電流陰極保護，保護系統由輔助陽極、參比電極、連接電纜等附件組成。陰極保護管電極基座的輔助陽極與參比電極基座采用焊接的方式連接到SEC管道上，電極通過螺紋連接在基座上，輔助陽極應安裝在管道水平中心線遠離墻的一側，電極與SEC管道垂直。參比電極位于相鄰兩個輔助陽極之間，與輔助陽極在管道的同一側，也與管道垂直，當輔助陽極遇到焊口、支架等，不能在定位點安裝時，可在100mm的范圍內移動電極安裝位置，其它電極也需要相應調整，以保證兩個相鄰輔助陽極的間距不大于5.6m。但是，位于支架正上方的陽極焊接座須焊接在管道頂面。

在陰極保護系統中，被保護管道應與板式熱交換器進出口襯膠管道實行電絕緣，以免保護電流流失。在冷凝器進出口處，要在原法蘭的基礎上加絕緣套件實現絕緣，即對原設計的法蘭進行改造，將原緊固螺栓由M33減少到M32，將原設計緊固螺栓加長，增加絕緣套管和墊片實現絕緣。

陰極保護碳鋼管道內壁須采用防腐涂層進行防腐保護，因油漆的性能取決于表面處理的程度，所有待涂覆的表面均應清潔、干燥、無污染，無可見的油漆、污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹與油漆涂層等附著物。涂層實干后，表面應平整、光滑、無氣泡、無劃痕等，無流掛現象，同時需對涂層進行厚度檢查、針孔檢查和附著力檢查，以保證防腐涂層滿足設計要求[2]。

陰極保護碳鋼管道安裝時需注意的事項：（1）已經涂裝好的涂層在施工過程中應防止碰、刮、撞、劃傷。（2）已經涂裝涂層的管道，在現場焊接時，應保證涂層處的溫度不得高于80℃；當焊接溫度高于80℃而造成涂層損壞的部位，經表面處理合格后進行補漆與檢驗。（3）進行電火花檢驗檢查人員必須穿絕緣衣服、絕緣鞋、戴絕緣手套。

2 氯丁橡膠襯膠管道的安裝

氯丁橡膠襯膠管道因具有高強度、高防腐、高耐磨等特性，可以延長管路的使用壽命，降低成本，從而在SEC系統中得到應用[3]。其安裝分為兩個階段：（1）非閉合管SEC氯丁橡膠襯膠管段在場外預制襯膠后在現場安裝；（2）閉合SEC氯丁橡膠襯膠管段在現場預組裝焊接后，測量閉合管段數據，再預制完成后進行返廠襯膠，最后現場安裝閉合管段。所以非閉合襯膠管段，需先用按理論尺寸加工的許多模擬件或臨時墊片代替調節墊片，并在最終安裝階段按實際尺寸安裝正式墊片，然后在安裝階段進行調整和安裝；而閉合襯膠管段則是在現場預組裝焊接，再返廠襯膠，襯膠完畢后吊運至現場，拆卸模擬件并仔細檢查平行度和要求的尺寸，用最終襯膠墊片安裝和栓接法蘭組件。

特別注意的是氯丁橡膠襯膠管道的各管段是采用法蘭連接，故對法蘭組件的平行度公差有嚴格的要求。測量方法為密封墊定位后，將密封墊粘貼到法蘭配合面上，然后用塞尺量密封墊與配合面之間，圍繞法蘭外邊緣上相隔90°的四點處的間隙，當塞尺在間隙能自由滑動并最大間隙即平行度公差≤0.8mm時接受組對，平行度公差>0.8mm時拒收組對，同時需要注意法蘭組件的緊固禁止在低于0℃或高于40℃的溫度下操作。

3 環氧樹脂玻璃纖維管道的安裝

環氧樹脂玻璃纖維管道具有抗老化、耐腐蝕、耐磨性的特點，主要應用于系統的海水排污，其連接方式有承插方式粘接連接和對接包纏連接[4]。

承插膠接接頭在出廠前靠模具和刀具加工而成，極易在運輸過程中因碰撞、擠壓而受到損傷，所以在現場安裝前，必須檢查承、插口有無損壞及附著物，如果交付時承插接頭損傷，則視損壞程度進行更換或修復，如果是玻璃纖維管道插口處損壞，則將損壞部位切除，重新制作插口。

環氧樹脂玻璃纖維管道采用承插方式粘接連接時，作業須在濕度低且無塵區域進行，先對連接管承插口進行機加工，把管道插口加工到規定直徑尺寸，然后用毛刷清理承插口表面，如果表面打磨不充分，用砂紙重新刷毛，保持承插口干燥，應注意對清理后的接頭進行必要的保護，避免手、灰塵、潮氣污染接頭。在粘接前，需檢查待粘接的承插頭是否受潮，檢驗方法為受潮時用砂紙打磨產生的不是粉末，而類似膠質，如果溫度低于15℃，可用氣體噴燈或加熱帶對受潮的承插頭進行加熱烘干。確定承插頭未受潮后，開始配制粘接劑，將雙筒粘接劑（樹脂和硬化劑）按2：1體積比的比例倒入容器中，不斷攪拌混合物，攪拌時間不得少于15秒，使之形成單色膠液，混合物使用壽命為2小時，如果混合物使用時硬化，則必須棄用。粘接混合物調劑好后，用木片在整個承插口的表面上均勻涂上一層粘接劑，先刷承口，然后刷插口。涂抹完畢后對準并組裝待粘接的承插頭，把插頭插進承口，然后邊旋轉邊往里插，使粘接劑在各方向上分布均勻，直到完全頂住為止，去掉接口外多余的粘接劑，用緊線夾或繩子使承插口結合牢固，直至粘接劑完全凝固，對口前應將可能粘附在表面上的雜物除掉，以免影響接口質量。承插方式粘接連接的適宜溫度為25℃，聚合時間為24小時，且在固化期間不得移動或加壓管道，打膠時承插口界面不得有可以活動的間隙。

施工過程中，對于按需切成的短管和附件，或在進行管道修理時，通常會用到對接包纏連接。先根據成品的規格尺寸提前裁剪布和短毛氈，并去除鎖邊布的鎖邊，清除短毛氈的邊口毛，然后找出對接的管道，在需對接處畫好切割線，切開膠接部位，切口應平整，切割尺寸誤差不得大于2mm，根據對接寬度打磨膠接處，磨至內襯層（內襯厚度1.5-2.0mm）。再利用找正環或膨脹環對正管口，若管徑較小或無找正環時，在確保管線水平、方向正確的前提下，亦可直接對正。接口準備就緒后，按照對接包纏連接專用膠的配方進行配膠，凝膠時間以25-45分鐘為宜，以整個工序操作完成后30-60分鐘固化為好。在接縫處，刷上內襯樹脂，鋪上表面氈，將浸好膠的長絲繞在對接的縫隙內，然后鋪放兩層短毛氈，該短毛氈應鋪滿整個搭接面，最后用毛刷和輥輪使之浸潤充分、滾壓平整，無氣泡和皺紋。待封口固化后，將對接面打毛，并在整個對接面刷上膠，鋪放短毛氈，纏繞玻璃布，每纏一層，用毛刷蘸上樹脂，使之浸透，并用輥輪滾壓，趕盡氣泡、抹平。糊制時，對接口兩邊應平整整齊，不能一次鋪放二層以上的鋪層，每層都應用輥輪滾壓，流膠處，應及時補膠。

如果在推薦的聚合時間之后，粘接劑在承口的頂端處仍然松軟或柔軟，則說明能是由于粘合混和物沒有充分反應的緣故，樹脂沒有聚合好，必須重新作業。

近期，因為泥沙或海生物的問題影響了重要廠用水系統正常運行從而導致反應堆跳堆的事件接連發生，由此可見重要廠用水系統對于CPR1000核電廠的重要性。因此，熟練掌握重要廠用水系統管道的安裝方法，在施工和技術層面上保證系統施工的質量，這也是保證系統正常運行的重要基礎、保障核電廠正常運行的必要條件，更是每個施工單位的責任與義務。

參考文獻

[1]廣東核電培訓中心編，蘇林森，等.900MW壓水堆核電站系統與設備[M].原子能出版社，2005.

[2]王建軍.秦山地區核電廠海水系統管道防腐對策研究[D].上海交通大學，2008.

[3]DL/T935-2005.鋼塑復合管和管件[S].

[4]ASTMD 2997.玻璃纖維纏繞（玻璃纖維增強熱固性樹脂）管的標準規范[S].