氦檢漏方法在核電站常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用分析與改進(jìn)探討

陳燦　顏軍明　楊剛　王贊娥

【摘 要】核電站常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)的嚴(yán)密性好壞，對(duì)常規(guī)島熱力性能和機(jī)組效率有著重要的影響，本文介紹了核電站常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)較常采用的氦檢漏方法，對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行了對(duì)比和分析，并提出了改進(jìn)建議。

【關(guān)鍵詞】常規(guī)島真空先關(guān)系統(tǒng)；氦罩法；噴吹法；改進(jìn)

0 前言

核電站常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)主要涉及常規(guī)島從低壓缸排氣到主給水泵之間諸多系統(tǒng)，特別是凝汽器到凝結(jié)水泵之間管路設(shè)備，基本都處于負(fù)壓狀態(tài)，在日常運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生空氣滲漏的可能性較大。作為核電站常規(guī)島熱力系統(tǒng)的真要組成部分，真空相關(guān)系統(tǒng)密封性能的好壞，關(guān)系到凝汽器的含氧量和真空度，對(duì)機(jī)組運(yùn)行壽命和熱力效率至關(guān)重要。常規(guī)的泡沫檢漏僅適用于系統(tǒng)內(nèi)部處于正壓狀態(tài)，氦檢漏作為一種先進(jìn)的檢漏方法，通過(guò)不同的設(shè)備組合，可適用于不同的系統(tǒng)狀態(tài)，故其在核電站真空相關(guān)系統(tǒng)查漏中有著廣泛的應(yīng)用。

1 氦檢漏方法在核電廠(chǎng)常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用

1.1 氦檢漏方法介紹

氦檢漏具有檢漏靈敏度高（可達(dá)10-11Pa.m3/s數(shù)量級(jí)以上）、儀器響應(yīng)快、對(duì)所檢系統(tǒng)無(wú)破壞性影響等優(yōu)點(diǎn)，使得其廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，從航空航天到一般的工業(yè)應(yīng)用，都能見(jiàn)到氦質(zhì)譜檢漏的應(yīng)用。按照檢漏時(shí)被檢件內(nèi)部所處的狀態(tài)，氦質(zhì)譜檢漏方法可以分為加壓檢漏法和真空檢漏法兩大類(lèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢漏定位、定性和定量的不同要求，通過(guò)檢漏設(shè)備的組合，這兩大類(lèi)方法又可以細(xì)分出噴吹法、氦罩法、真空室法、吸槍法、檢漏盒法、真空室累積檢漏法、吸槍累積檢漏盒法以及背壓法等多種方法，體現(xiàn)了其檢漏方法的靈活多樣性。

1.2 核電廠(chǎng)常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)檢漏范圍

真空度較大的常規(guī)島熱力系統(tǒng)主要包括常規(guī)島低壓缸、凝汽器、凝結(jié)水抽取系統(tǒng)等，與上述這些系統(tǒng)相連的部分正壓系統(tǒng)邊界以及輔助的低真空系統(tǒng)也應(yīng)納入檢漏范圍，低真空系統(tǒng)主要包括低壓加熱器、凝汽器真空系統(tǒng)、化學(xué)取樣系統(tǒng)和給水除氧器系統(tǒng)等，正壓系統(tǒng)邊界主要包括高壓加熱器系統(tǒng)邊界、汽水分離再熱器系統(tǒng)邊界以及汽機(jī)旁排系統(tǒng)邊界。以上這些系統(tǒng)共同組成了常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)檢漏范圍。

1.3 常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)可適用的氦檢漏方法

根據(jù)目前主流氦檢漏方法的應(yīng)用和設(shè)備需求分析，較適用于常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)的氦檢漏方法主要有噴吹法和氦罩法，二者具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。以氦罩法為例，如圖1所示，通過(guò)真空泵將系統(tǒng)抽至所需真空，對(duì)被檢件套上氦罩，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)漏孔標(biāo)定漏率后，對(duì)被檢件施以氦氣后檢漏。氦罩法靈敏度高，有效可檢漏率基本等于儀器最小可檢漏率，可定量計(jì)算被檢件漏率，但由于需要布置氦罩，在檢查大量被檢件時(shí)，無(wú)形中增加了檢查時(shí)間。

噴吹法與之相比，無(wú)需使用氦罩和標(biāo)準(zhǔn)漏孔，故在檢漏時(shí)，雖然可快速查找漏點(diǎn)，特別適用于常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)這種涉及較多閥門(mén)和設(shè)備的情況，但該方法只能判斷漏與不漏、大漏還是小漏，無(wú)法進(jìn)行精確的泄漏計(jì)算。

目前，核電廠(chǎng)常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)氦檢漏較常采用噴吹法，使用該檢漏方法時(shí)，以往做法是通過(guò)在凝汽器真空泵后開(kāi)口，再外置一臺(tái)小真空泵的方式進(jìn)行抽氣分析，由于運(yùn)輸和連接小真空泵需要占用一定的人力和試驗(yàn)時(shí)間，不利于連續(xù)檢漏需求，經(jīng)過(guò)分析，基于氦檢漏方法的高度靈敏性，試驗(yàn)人員選取常規(guī)島冷凝器排氣活度監(jiān)測(cè)通道，利用其抽取的氣體進(jìn)行分析，無(wú)需外置真空泵，節(jié)省了大量的試驗(yàn)時(shí)間。

2 常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)氦檢漏當(dāng)前存在的問(wèn)題

在核電廠(chǎng)日常運(yùn)行中，一旦發(fā)生凝氣器氧含量高和真空度偏低的情況，氦檢漏工作已成需求，特別是在夏季，面對(duì)多個(gè)運(yùn)行機(jī)組，氦檢漏工作較為頻繁。按照當(dāng)前的檢漏模式，基本需要將常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)全部核查一遍，面對(duì)多達(dá)300余個(gè)閥門(mén)、法蘭和儀表的查漏工作，需要耗費(fèi)較多的人力和物力，如何優(yōu)化氦檢漏工作實(shí)施，探尋最優(yōu)檢漏方案和檢漏次序，已成為當(dāng)務(wù)之急。

3 改進(jìn)分析與建議

3.1 優(yōu)化檢漏次序

主要包括優(yōu)化檢漏的系統(tǒng)次序和空間次序。在檢漏的系統(tǒng)次序上，按真空度高低排序，優(yōu)先檢查真空度較高、設(shè)備孔徑較大的系統(tǒng)，因?yàn)檫@些系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)的漏點(diǎn)可能性較高；在檢漏的空間次序上，按照由高到低的順序，從最高的低壓缸本體開(kāi)始，到最低點(diǎn)的貼地面的系統(tǒng)結(jié)束，避免由于氦氣累積和擴(kuò)散導(dǎo)致等待和重復(fù)檢漏情況的出現(xiàn)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)漏孔定點(diǎn)和氦檢漏儀定型

由于當(dāng)前采用的噴吹法無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算泄漏率，可對(duì)常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)管線(xiàn)走向進(jìn)行一次梳理，找出距離取樣分析點(diǎn)的最遠(yuǎn)端和中間端，使用氦罩法進(jìn)行一次漏率標(biāo)定，這樣，在后續(xù)的噴吹法實(shí)施中，只要結(jié)合既定的標(biāo)準(zhǔn)漏孔和氦檢漏儀，也能大致分析泄漏率情況。

3.3 配套輔助檢漏方案

由于氦檢漏法在常規(guī)島真空相關(guān)系統(tǒng)檢漏中，只能適用于檢查閥門(mén)外漏的情況，對(duì)內(nèi)漏則無(wú)法判斷，故使用氦檢漏方法進(jìn)行查漏之前，需要結(jié)合紅外查漏或者紅外點(diǎn)溫計(jì)的方法，排除壓力邊界閥門(mén)的內(nèi)漏情況。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳孝儉，閆榮鑫.泄漏檢測(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.10.

[2]無(wú)損檢測(cè)氦泄漏檢測(cè)方法GB/T15823-2009[Z].

[責(zé)任編輯：王楠]