方家山核電工程一回路主設備役前檢查實施優化

步偉東（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300 ）

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方家山核電工程一回路主設備役前檢查實施優化

步偉東
（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300 ）

摘要：核電廠一回路主設備在首次裝料前必須完成役前檢查，役前檢查一直以來被安排在一回路水壓試驗后實施。方家山核電工程根據工程進度情況，通過分析對比法規標準，探討主設備役前檢查與主系統水壓試驗之間的關系，打破以往的觀念，創造性地將主設備役前檢查的時機進行優化，并通過國家核安全局（NNSA）審評。按此優化方案，方家山核電工程在國內首次在一回路水壓試驗前實施了主設備役前檢查，不但保證了水壓試驗順利進行，還縮短檢查工期，有效達到了優化目標。

關鍵詞：主設備；役前檢查；法規；優化

CLC number： TM623 Article character： A Article ID： 1674-1617（2016）01-0071-05

按照國家核安全法規的要求，核電廠開始運行前必須進行役前檢查，以采集初始狀態下的數據，作為運行階段在役檢查結果的比較依據（或稱“零點”）。RSE-M規范規定，役前檢查應該至少包括全部進行在役檢查的所有部件，一回路主設備作為核電廠運行期間的關鍵壓力邊界，是役前檢查的重要對象。

國內工程實踐中，一回路主設備的役前檢查通常安排在主系統水壓試驗后進行，這一階段的檢驗方法主要是無損體積檢查，需要較長的檢查時間，而此時的其他現場建造安裝工作已基本結束，一回路主設備的役前檢查工作很可能會成為工程主線。方家山核電工程從國家核安全法規、法國規范、行業標準等方面進行了研究分析，探討主設備役前檢查與水壓試驗是否存在必然的先后順序關系，對役前檢查實施時機進行優化，從而減少一回路水壓試驗后役前檢查的工作量，并保證水壓實驗中設備安全。

1 一回路主設備檢查項目

表1 一回路主設備役前檢查項目Table 1 PSI items of equipment for main coolant system

方家山核電工程由兩個機組組成，每個機組的一回路主設備包括1臺反應堆壓力容器、3臺蒸汽發生器、3臺主泵和1臺穩壓器，其設計、制造按照《RCC-M壓水堆核島機械設備設計和建造規則 2000年版+2002補遺》（簡稱RCC-M），役前檢查遵循《RSE-M壓水堆核島機械設備在役檢查規則》（1997年版+2000補遺）（簡稱RSE-M）；主設備在制造廠已經根據RCC—M要求，完成了單臺設備出廠前的水壓試驗。

首次裝料前必須完成的一回路主設備役前檢查項目見表1。以往這些檢查項目一般安排在主系統一回路水壓試驗后進行。

被檢查對象可分為兩大類：一類是設備出廠前已完成的工廠焊縫，這類焊縫已經承受過工廠水壓試驗；另一類是主設備與主管道的連接焊縫，這類焊縫在工程現場焊接，焊接完成后與一回路主系統同時打壓。

從工程技術角度考慮，主設備工廠焊縫的建造期間的檢測方法和技術是按照建造標準RCC-M進行的，與按照RSE-M的檢測技術和方法進行的役前檢查不一樣；同時國內工程實踐表明主系統役前檢查的檢測技術和檢驗靈敏度更高，會存在工廠和現場檢驗判定為合格的焊縫，而后續主系統役前檢查發現不合格的可能。因此，第一類焊縫已承受過工廠的水壓試驗，可以考慮將這些焊縫安排在主系統水壓試驗前實施役前檢查，可以進一步提高原有缺陷的檢出率，并及時進行處理，確保水壓試驗過程中設備的安全。

2 法規標準分析

目前設備國內M310型壓水堆設備主要依據RCC-M制造，核電廠機組調試期間的役前檢查主要依據核安全導則HAD103/07、RSE-M （1997版+2000補遺）在役檢查。

2.1 核安全法規

核安全導則《核電廠在役檢查》（HAD103-07）對一回路役前檢查與一回路系統水壓試驗實施先后關系沒有明確的規定。但在第3.2.4節中規定，當滿足一定條件時，可用建造過程中的車間檢驗和現場檢驗作為役前檢查的一部分［1］，可以理解為滿足所列條件之一即對出廠前已承受過水壓試驗的壓力容器，核安全法規可以允許在這些容器出廠后，采用與役前檢查和在役檢查相同的技術和設備，在主系統水壓試驗之前實施現場的役前檢查。

2.2 RCC-M規范

RCC-M B5000規定：整個設備建造完成后應進行單獨的水壓試驗，也可以與主系統水壓試驗同時進行，但是水壓試驗之后如果再進行非計劃性機加工、顯著的磨削或焊接都將使已經進行的水壓試驗失效［2］。說明對設備而言出廠前實施的水壓試驗可以等效于調試期間的主設備一回路主系統水壓試驗，但如果發現超標缺陷需要進行處理的話，水壓試驗將都是無效的。目前各工廠的實際做法是無損檢驗合格后在出廠前再進行的單獨水壓試驗。

2.3 RSE-M（1997版+2000補遺）規范

RSE-M（1997版+2000補遺）規定：在主系統建造安裝完畢后、裝料前，應按照建造規則的要求進行首次法定水壓試驗；首次水壓試驗時應進行一次全面役前檢查，前檢查至少應包括全面在役檢查要求的各項檢驗［3］。因此，RSE-M （1997版+2000補遺）規范條款沒有明確規定對機組一回路役前檢查和水壓試驗兩者間的先后次序。但法國目前發布的使用于三代壓水堆（EPR）的RSE-M（2010版）明確規定，為了保證水壓試驗的安全，在水壓試驗前應完成全部的設備檢查，以防止有超標缺陷的情況下進行水壓試驗。

綜合上述，法規均未規定機組役前檢查需要在一回路系統水壓試驗之后實施，但為保證水壓試驗時設備的安全，在水壓試驗前應完成全部的在役檢查成為一種趨勢。

3 水壓試驗差異性分析

法規對役前檢查和水壓試驗的先后順序時機并沒有清晰的界定；一回路水壓試驗會對役前檢查的結果產生多大影響，法規標準也沒有明確。同時RCC-M B5000規定主設備出廠前應實施水壓試驗，一般在制造車間實施，但也可以在建造現場，還可以在一回路系統試驗的同時進行，只要在系統試驗過程中可以達到單個部件試驗的試驗壓力以及在滿意條件下完成的測量的檢查。因此，如果將一回路水壓試驗以及設備出廠前的水壓試驗的參數進行比對，找出兩者的差異，分析并確定是否可以等效。

表2 設備出廠前水壓試驗與主系統水壓試驗壓力、溫度對照表Table 2 Comparison of hydrostatic test pressure and temperature

方家山核電一回路主系統和主設備的設計壓力為17.23 MPa，運行壓力為15.5 MPa；其主設備在出廠前均進行了水壓試驗。出廠前水壓試驗和一回路主系統水壓試驗的壓力和溫度比較如表2所示。

上述所列對比結論：這些設備的工廠水壓試驗可以等效與一回路主系統的水壓試驗。

4 主設備檢查項目優化方案

分析表明，方家山核電一回路主設備工廠焊縫在一回路主系統水壓試驗前實施役前檢查是符合國家核安全法規和法國規范的要求，役前檢查具備優化實施的條件。

方家山核電根據上述的優化論證結果制定了優化方案，并就役前檢查與系統水壓試驗實施時機特邀國內的在役檢查權威專家進行技術咨詢，專家認可該實施方案，同時也認為執行RSE-M （1997版+2000補遺）規范的機組役前檢查在系統水壓試驗之前實施不違反相應規范和標準的要求，并建議考慮在系統水壓試驗之后進行一定范圍的復驗和抽檢。

基于以上結論，方家山核電將主設備出廠時已經承受過水壓試驗的部位役前檢查提前到主系統水壓試驗前。方案在實施前報NNSA審評，主要內容如下：

1）對上述承受過工廠水壓試驗的受檢區域的所有役前檢查將安排在一回路主系統水壓試驗前進行。

2）對規范特別要求在水壓試驗期間、之后或熱態功能試驗后進行的項目將按照規范要求進行檢查。

3）對水壓試驗前已完成項目將在水壓試驗開始前將役前檢查結果提交國家核安全局進行審評。

4）對未承受過工廠水壓試驗的受檢區域的體積方法的役前檢查仍然安排在一回路主系統水壓試驗后進行。

5 優化方案實施

5.1 NNSA批復

針對電廠的申請，NNSA基本認可了方案的內容，并給出了意見：

1）方家山核電主設備現場安裝焊縫的役前檢查應在主系統水壓試驗之后實施；

2）電廠應將水壓試驗之前完成的檢查項目役前檢查結果提交NNSA審評后，方可開展主系統水壓試驗；

3）水壓試驗后，對水壓試驗前的役前檢查結果進行驗證性檢驗［5］。

5.2 水壓試驗前檢查

工廠焊縫的檢驗項目涉及的檢查方法有超聲檢查、渦流檢查、射線檢查、液體滲透檢查以及目視檢查，受檢項目為164項目，主要包括：

1）反應堆壓力容器：容器筒體的內部堆焊層、筒體焊縫、接管異種金屬焊縫、同種金屬焊縫、支撐塊、螺紋孔帶、頂蓋的焊縫等，共52項；

2）蒸汽發生器：蒸汽發生器傳熱管、容器焊縫、接管異種金屬焊縫等，共57項；

3）主泵：泵殼與支耳之間的焊縫、接管異種金屬焊縫、接管同種金屬焊縫等，共27項；

4）穩壓器：容器筒體焊縫、接管異種金屬焊縫等，共28項。

通過與安裝調試各單位協調檢查窗口，蒸汽發生器、穩壓器、主泵的超聲和射線檢查項目也陸續完成。所有主設備檢查結果都及時上報NNSA審評，并得到了可以開展主系統水壓試驗的許可。

5.3 水壓試驗后檢查

2013年10月中旬，方家山工程1號機組完成主系統水壓試驗后，完成了主設備的剩余檢查項目，檢查時間控制在12 d以內。檢查項目主要包括現場安裝焊縫的超聲射線檢查以及NNSA要求驗證性復驗的項目。

其中反應堆壓力容器超聲和射線檢查用時6 d，蒸汽發生器安全端與主管道連接焊縫的射線檢查用時6 d。相比于其他電廠一回路主系統水壓試驗后用時約1個月的大規模役前檢查，方家山工程1號機組即使增加了部分驗證性檢查項目，也大大縮短了水壓試驗后的役前檢查檢查時間。

2014年2月，方家山2號機組按照該優化方案實施，為2號機組后續創造的國內領先的調試業績打下良好基礎。

5.4 驗證性檢查結果比較

一回路水壓試驗后安排的復驗項目包括工廠焊縫和現場焊接焊縫，從檢查的結果來看，水壓試驗前和水壓試驗后的檢驗結果一致，說明工廠焊縫在水壓試驗前實施的役前檢查是有效的，同時也為后續對現場焊縫在一回路水壓試驗前有條件實施役前檢查提供了技術數據支持。

5.5 水壓試驗與役前檢查關系的明確

國家核安全局批準方家山核電的役前檢查計劃優化后，方家山核電工程按照該方案實施完成了主設備的役前檢查，隨后國家核安全局組織向法國制定RSEM的專家進行了技術咨詢，法國專家明確，對于新建核電廠，一回路主設備的工廠焊縫可以在一回路水壓試驗前實施役前檢查，實施過役前檢查的這些焊縫，無需在一回路水壓試驗后重復檢測，但對于工程現場焊接的焊縫，建議在一回路水壓試驗后實施役前檢查。

6 結束語

綜上所述，方家山核電工程一回路主設備役前檢查的優化方案，無論是對標準法規的正確理解，還是現場的實踐運用，證明了對主設備工廠焊縫役前檢查可以主系統水壓試驗前實施的觀點是正確的，扭轉了國內役前檢查的一貫做法，為役前檢查在調試期間的實施時機多了一個選擇，可為壓水堆核電站役前檢查的進一步優化奠定基礎，也可供遵循ASME規范的壓水堆借鑒參考。

參考文獻：

［1］ HAD 103/07，核電廠在役檢查.（HAD103/07， Inservice Inspection for Nuclear Power Plant. ）

［2］ RCC-M，壓水堆核島機械設備設計和制造規則. （RCC-M， Rules for Design and Manufacture of NI Mechanical Equipment of Pressurized Water Reactor.）

［3］ R S E-M，核電廠核島機械設備在役檢查規則. （RSE-M， Rules for In-service Inspection for NI Mechanical Equipment of Nuclear Power Plant.）

［4］ DL/T 1025—2006，核電廠金屬技術監督規程.（DL/ T 1025—2006， Rules for Supervision of Metal Technology in Nuclear Power Plant.）

［5］ 國核安函（2013）54號，關于方家山核電工程一回路主設備役前檢查項目實施計劃優化的復函.（Guo He An Han （2013） No.54， Reply to the Optimization of the Implementation Plan for the Pre-service Inspection of Primary Equipment in Fangjiashan Nuclear Power Project.）

［6］ 中國核電工程有限公司，秦山核電廠擴建項目（方家山核電工程）在役檢查大綱，2013.（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， In-service Inspection Program for Qinshan Nuclear Power Extension Project （Fangjiashan Nuclear Power Project）， 2013.）

Optimization of Main Equipment PSI in Fangjiashan NPP

BU Wei-dong
（Qinshan Nuclear Power Co.， Ltd， Haiyan of Zhejiang Prov. 314300，China）

Abstract：Pre-service inspection （PSI） shall be performed for all equipment of the main coolant system before fuel loading， the period of PSI is always scheduled after main system hydraulic test. According to the condition of installation and commissioning for Fangjiashan NPP project，by analysis and comparison of code， the relationship between main equipment PSI and main system hydraulic test was studied， PSI schedule was optimized creatively instead of the previous concept and mode，this proposal of PSI optimization was approved by NNSA. The main equipment PSI completed by using optimized schedule that ensured the completion of main system hydraulic test and shorten the whole PSI time. The optimization of main equipment PSI achieves all the goal.

Key words：main equipment；PSI；code；optimization

中圖分類號：TM623

文獻標志碼：A

文章編號：1674-1617（2016）01-0071-05

收稿日期：2015-11-20

作者簡介：步偉東（1968—），男，高級工程師，現從事核安全監督管理工作。