核電廠除鹽器問題分析與處理

郝祥偉+黃榮益

摘 要：調試期間除鹽器漏水和堵塞問題出現頻次較高，對調試的順利開展造成很大的影響，增加了許多工作量，制約主線計劃執行。通過福清核電廠調試期間除鹽器的調試，分析認為漏水問題是可以提前發現并避免的，堵塞問題可以通過放置臨時濾網簡化處理流程，從而節省大量工作量并縮短調試時間。

關鍵詞：除鹽器；進料濾頭；水溶紙

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A

1.概述

核電廠除鹽器是為了滿足離子交換而建立的設備，主要作用是捕捉系統中的雜質離子。調試的目的是為了驗證設備在安裝之后是否達到設計要求的性能；驗證設備的主要運行參數是否滿足運行要求和系統功能。

福清核電廠1、2、3號機組調試期間多個除鹽器出現問題，問題主要出現在單系統調試階段。多數問題處理較為繁瑣，耗費大量人力、物力和時間，有時甚至會成為調試關鍵路徑，因此有必要進行仔細分析和研究。

2.除鹽器出現的主要問題

在福清核電廠調試期間，除鹽器約有1/3出現過問題，主要分為漏水和堵塞兩類。漏水是指除鹽器上封頭人孔法蘭面處漏水，主要發生在系統初始進水期間或者初次起泵系統帶壓期間；堵塞是指進料濾頭堵塞，主要發生在系統起泵帶除鹽器調試期間。

3.問題分析及處理

3.1 除鹽器的結構

除鹽器為立式壓力容器，主要由上下封頭、筒體及進出料濾頭組成。通體內徑1000mm，上下各有一個封頭，上封頭設有帶封頭的內徑為450mm的小筒體作為人孔，上下封頭連接進出料濾頭。本文研究的問題集中發生在上封頭位置。

除鹽器安裝在四周均為鋼筋混凝土墻的小房間中，上封頭與兩根管道相連，分別為樹脂填充管道和含氫堆冷卻劑入口管線。兩根管線及其支管均穿墻而過，管道孔洞使用高強度硅酮結構密封膠封堵，使管道與墻壁固定在一起。

3.2 上封頭漏水分析和處理

3.2.1 上封頭漏水分析

在福清核電廠調試期間，多個除鹽器出現漏水現象，漏水位置均為上封頭人孔螺栓連接處。總結多次漏水現象，分析漏水原因，分為以下3種：

上封頭人孔處螺栓松動，螺栓力矩未達到設計和廠家要求值。

上封頭人孔法蘭面連接處墊片破損或者墊片安裝有偏差，導致密封效果不滿足要求。

封頭處螺栓力矩已達到要求，但是封頭密封面某個方向被強力拉開，密封面存在間隙，導致漏水。這個問題主要是因為在管道焊接時強行組對造成，或者是在管道孔洞封堵時推拉管道，使得管道產生較大應力，導致密封面產生間隙。

3.2.2 上封頭漏水處理

導致上封頭漏水的原因不同，對應的處理方式也不相同。針對上述的3種漏水原因，相應的處理方案分別如下：

對于第一種原因漏水，根據設計或者廠家要求力矩值，重新把緊力矩即可。

對于第二種原因漏水，上封頭的兩根管道其支管與旁邊的墻壁是剛性連接。需要將與上封頭相連的兩根管道割開，從而將上封頭移開，才能更換墊片。

對于第三種原因漏水，因為和上封頭連接管道存在應力，需要將應力釋放才能保證上封頭密封面的有效性。除鹽器無法移動，只能調整管道位置。首先將管道孔洞中的高強度硅酮結構密封膠清除，然后對管道位置進行調整，去除管道應力。高強度硅酮結構密封膠硬度很高，去除十分困難，至少需要一周時間才能把相關管道孔洞全部鑿開。

3.3 進料濾頭堵塞分析和處理

3.3.1 進料濾頭堵塞現象和分析

進料濾頭堵塞通常發生在系統初次起泵試驗期間，此試驗期間除鹽器未安裝樹脂。泵運行一段時間后，除鹽器的壓差升高，超過設計定值。經拆除進料濾頭后發現，堵塞進料濾頭的大多是管道焊接時使用的水溶紙，有時會有少量膠帶紙。

福清核電廠除鹽器濾頭結構采用鋼絲纏繞式的縫隙式濾頭，進料濾頭縫隙寬度為0.2±0.02mm，過流面積>0.007m2。除鹽器濾頭的功能主要是在保證含氫堆冷卻劑順暢流通的同時，防止樹脂跑漏。

在安裝期間，焊接不銹鋼管道時需要使用水溶紙建立氬氣室，管道焊接完成后如果水溶紙未及時清理，或者清理不徹底，水溶紙溶于水后的纖維結構會在進料濾頭處聚集，最終堵塞進料濾頭。

3.3.2 進料濾頭堵塞處理

堵塞濾頭的水溶紙為白色纖維狀物體，經過現場驗證，通過除鹽器反沖洗管道進行反向沖洗，無法將堵塞濾頭的水溶紙沖出，只能將進料濾頭拆卸進行處理。進料濾頭和除鹽器上封頭連為一體，拆卸進料濾頭需要首先打開上封頭，打開上封頭的方法與第二種原因漏水的處理方式一致，需要將和上封頭相連的兩根管道切割。

切割管道后，將上封頭連帶進料濾頭一并取出。進料濾頭拆下之后，需要用0.15mm的塞尺進行清理。根據經驗清理過程中要保持水溶紙濕潤狀態，將進料濾頭放在水中清理，最為便捷。如果水溶紙干燥后，則很難清理。

4.建議改進措施

對于除鹽器漏水問題，建議改進措施如下幾點：

除鹽器出廠驗收時嚴格把關，保證出廠質量；

現場安裝期間要對除鹽器進行檢查，尤其是在上封頭管道焊接前，要認真檢查上封頭螺栓是否把緊，有無明顯的缺陷等；

在系統移交調試前的聯合檢查過程中，除鹽器本體也要在檢查范圍內，提前發現問題，提前處理。

對于除鹽器堵塞問題，根據現場安裝和調試的經驗反饋，有以下兩點改進措施：

在安裝階段，管道焊接結束后，及時清理管道中的水溶紙，而且保證清理干凈。針對管道最后一道焊縫，可以改良焊接工藝，采取其他措施建立焊接時的氬氣腔，避免使用水溶紙。

在調試階段，可以制作一個臨時濾網，放入進料濾頭頂部，在含氫堆冷卻劑進入進料濾頭之前會先通過臨時濾網，將水溶紙、膠帶紙等雜物過濾掉。將上封頭頂部和含氫堆冷卻劑管道相連的三通頂部盲板拆下，即可放入臨時濾網。

結論

在系統移交調試之前認真檢查，提前發現問題，可減少后續調試期間漏水事件發生的比例。對于堵塞問題，通過臨時濾網，則可以簡單有效地解決此問題，避免每次堵塞都需要切割管道處理，可節省大量人力、物力和時間。

參考文獻

[1]閆啟亞，于冠瓊.核電廠用全焊式不銹鋼T型繞絲除鹽器濾頭功能性試驗[J].科技傳播，2014，7（上）：184-172.

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