乏燃料水池冷卻器密封墊片結(jié)構(gòu)檢修方法

文/易海賢，大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司

現(xiàn)階段，核電快速發(fā)展，使得冷卻器被廣泛應(yīng)用，其安全運(yùn)行管理工作備受人們關(guān)注，若此設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障，極易影響機(jī)組運(yùn)行的安全性，因此加強(qiáng)此課題的研究，有著必要性。

1 核安全工作的重要性

目前，核電占據(jù)世界能源結(jié)構(gòu)的12%，我國(guó)核電只占能源結(jié)構(gòu)的2%。基于我國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，到2020年，大陸地區(qū)在運(yùn)核電裝機(jī)容量要達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，以提升核電在能源結(jié)構(gòu)中的比重。核能作為重要能源，其安全工作的有效落實(shí)，可以降低核安全事故的發(fā)生，重要性不言而喻，自福島核事故后，人們更是高度重視核安全問(wèn)題，尤其是冷卻問(wèn)題。

2 冷卻器封墊片結(jié)構(gòu)檢修方法

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

某330MW核電機(jī)組乏燃料水池冷卻器設(shè)備，屬于臥式U形管熱交換器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。U形管束與管板的重量在2t，長(zhǎng)度在35 00mm左右，直徑在800mm左右。

圖1 乏燃料水池冷卻器

2.2 結(jié)構(gòu)檢修方法

乏燃料水池冷卻器密封墊片結(jié)構(gòu)檢修，主要采取以下方法：1）整體更換法。利用此方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢修，技術(shù)難度較小，而且檢修風(fēng)險(xiǎn)較低，此方法的缺點(diǎn)是造價(jià)高、制造周期長(zhǎng)、檢修成本高、吊裝難度大等。在應(yīng)用時(shí)，需要采購(gòu)新的設(shè)備，整體更換乏燃料水池冷卻器，再采取解體檢修方法[1]。2）整體抽芯法。此方法應(yīng)用是將冷卻器封頭打開(kāi)，抽出U型管束，進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢修。因?yàn)槊芊鈮|片安裝較為簡(jiǎn)單，利用此方法成本低，適用于使用時(shí)間短的設(shè)備，若運(yùn)行20年左右的設(shè)備，其內(nèi)部狀況不明確，加之U形管束較重，極易發(fā)生卡澀問(wèn)題，造成損傷問(wèn)題，除此之外管束回裝難度較大，部分備件已經(jīng)停產(chǎn)，檢修風(fēng)險(xiǎn)性較大。3）局部抽芯法。此方法的應(yīng)用，需要將冷卻器封頭打開(kāi)，抽出U形管束，此方法和整體抽芯法的不同在于只抽取一段距離，因?yàn)槌槿〉木嚯x較短，發(fā)生卡澀問(wèn)題的機(jī)率較小，不易損傷管束，風(fēng)險(xiǎn)性低，而且檢修成本花費(fèi)較少，但管板筒體側(cè)墊片無(wú)法更換，需要改進(jìn)墊片結(jié)構(gòu)。經(jīng)綜合分析，局部抽芯法是經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)的檢修方式，但需要進(jìn)行墊片結(jié)構(gòu)改進(jìn)[2]。

2.3 案例分析

針對(duì)本機(jī)組乏燃料水池冷卻器，采取局部抽芯的方式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢修，需要解決墊片更換問(wèn)題，考慮到墊片更換需要進(jìn)行整體抽芯，而采取局部抽芯方式，則墊片必須是開(kāi)口式，即HALF式結(jié)構(gòu)，存在兩處開(kāi)口，此結(jié)構(gòu)墊片極易發(fā)生泄漏，因此需要控制開(kāi)口數(shù)量，使用單開(kāi)口式墊片。基于此，通過(guò)改進(jìn)密封墊片，使用316L不銹鋼，制波形狀金屬骨架，預(yù)留開(kāi)口，安裝手柄，使得金屬骨架可以保持在管板筒體側(cè)密封面中心，嚴(yán)格按照骨架焊接安裝標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展作業(yè)。通過(guò)模擬試驗(yàn)，包括力學(xué)性能試驗(yàn)和水壓試驗(yàn)等，進(jìn)行性能檢測(cè)，經(jīng)過(guò)對(duì)密封墊片結(jié)構(gòu)改進(jìn)，可以達(dá)到使用要求。

3 冷卻器封墊片結(jié)構(gòu)檢修要點(diǎn)

核燃料在反應(yīng)堆里發(fā)生核反應(yīng)后，需要在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)卸下，并且更換新的燃料，被卸下來(lái)為乏燃料，具有較強(qiáng)的放射性，同時(shí)會(huì)釋放一定的衰變熱，熱量的溫度較高，因此需要暫時(shí)貯存，而乏燃料水池是主要貯存設(shè)備，利用冷卻器進(jìn)行溫度冷卻，同時(shí)屏蔽放射性，至少需要5年，才能夠?qū)⒎θ剂系挠酂崤c放射性，降低到標(biāo)準(zhǔn)，做后續(xù)處理。基于此，冷卻器的性能要非常高，避免在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生故障，引發(fā)核事故。在進(jìn)行冷卻器封墊片結(jié)構(gòu)檢修時(shí)，需要從經(jīng)濟(jì)性與安全性等角度分析，嚴(yán)格按照核電安全設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。無(wú)論選擇何種方式，均需要做好技術(shù)分析，明確技術(shù)難點(diǎn)，攻克技術(shù)難題后，再進(jìn)行解體檢修。完成解體檢修后，需要按照設(shè)備安裝流程，做好安裝質(zhì)量把控，并且要進(jìn)行性能試驗(yàn)，以確保設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，避免發(fā)生運(yùn)行事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

乏燃料水池冷卻密封墊片采取局部抽芯檢修法，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，而且檢修的風(fēng)險(xiǎn)較低，但要進(jìn)行墊片結(jié)構(gòu)改進(jìn)，突破技術(shù)難關(guān)，以確保機(jī)組運(yùn)行的安全性，保證冷卻器的性能，這需要結(jié)合實(shí)際情況，做好反復(fù)的技術(shù)研究，以提出嚴(yán)密的檢修方案。

[1]李云,何少華,戚宏昶,王聰,王成林,鐘波靈.乏燃料水池冷卻器密封墊片結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].中國(guó)核電,2014（03）:224-228.

[2]童憲華.QSK60發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)故障分析及檢修方法[J].銅業(yè)工程,2014（04）:74-76.