核電廠二回路水壓試驗

崔楊杰

（海南核電有限公司，海南昌江 572700）

1 工藝系統

M310機組的二回路高壓給水、蒸汽系統主要包括：主蒸汽系統、主給水調節系統、旁路蒸汽排放系統、汽水分離器再熱、高壓加熱給水、除氧器系統等。

（1）主蒸汽系統的功能是在電廠正常運行時，將高壓蒸汽由一回路傳遞到二回路汽輪發電機組，將蒸汽的熱能轉換成機械能，通過發電機轉換成電能，為電廠正常運行期間的輔助蒸汽用戶提供高品質蒸汽。事故工況下，如蒸發器傳熱管斷裂，隔離故障蒸汽回路設備，防止反應堆回路過冷，避免對電廠核安全造成影響。

（2）汽機旁路系統的功能是當發生汽輪機事故保護停機或發電機脫扣或突降負荷工況時，將汽機無法帶出的剩余的二回路蒸汽帶出，維持一、二回路熱負荷匹配。否則如果一回路熱量無法正常帶出，可能導致一回路嚴重過熱、VVP主蒸汽管道上的安全閥達到定值被頂開。

（3）主給水系統從除氧器水箱出口，經過主給水泵、高壓給水加熱器、給水調節閥到核島。

（4）再循環系統，從給水泵出口到除氧器水箱入口，再循環系統維持給水泵最小流量，使給水泵不致過熱或汽蝕。

2 二回路水壓試驗

二回路水壓試驗主要分為3大部分，即給水系統管道沖洗、蒸汽管道沖洗和二回路水壓試驗，前兩個是水壓試驗執行的必要條件，任何一個環節沒有準備到位，水壓試驗均無法正常完成。

2.1 給水系統管路的沖洗

給水系統管道沖洗主要包括高壓給水（包括核島管路，在高壓給水進蒸發器前用臨時管聯通）、中壓給水管道、給水再循環管道、給水雜項管道。沖洗時文丘里管暫不安裝，在1#文丘里管處用臨時管道進行連通；在2#文丘里管處也用臨時管道進行連通并接一路臨時管道至排水井（開始沖洗時排水用），另接一臨時管道至3#低加處凝結水管道（閉式沖洗用），另外核島側逆止閥ARE040VL，ARE041VL暫不安裝，從核島區域用臨時管道把1#與2#連接起來構成一閉式回路，形成一個完整的循環沖洗回路。

2.2 蒸汽系統管道沖洗

二回路蒸汽管道回路的吹洗主要分為3部分，即第二級汽水分離再熱器入口蒸汽段、主蒸汽旁路排放系統管段以及蒸發器至汽機高壓缸入口主汽門之間的主蒸汽管道、主蒸汽旁路系統管道、第二級再熱器加熱蒸汽管道。該系統由于正常運行期間流通介質主要是高品質高溫、高壓蒸汽，因此相關管道沖洗主要采用壓縮空氣吹洗的辦法。具體方法為把蒸發器作為充氣儲罐，當充氣壓力達到0.6 MPa時快速打開臨沖閥，使蒸發器的氣體迅速通過主蒸汽系統管道，達到沖洗的目的。吹洗的氣源采用儀用壓縮空氣，供氣點由蒸發器的小管道就近接入，隨后分3個階段吹掃。

2.3 二回路水壓試驗

水壓試驗分2個部分進行，常規島給水系統水壓（簡稱一區水壓）；核島高壓給水及主蒸汽系統，常規島主蒸汽、旁路系統及MSR二級再熱加熱蒸汽系統水壓（簡稱二區水壓），2個部分的試驗壓力分別為18.3 MPa，12.75 MPa（其中12.75 MPa以核島最高點壓力表讀數為準），先進行整個系統的上水，上水完畢以后依次進行二區水壓及一區水壓。水壓采用pH=9的除鹽水，水溫控制在（35～65）℃（用輔助蒸汽加熱除氧器水溫至85℃左右，加熱過程與核島施工單位協調，核島水溫需滿足要求）。二回路水壓試驗壓力曲線見圖1。

圖1 二回路水壓試驗壓力曲線

水壓試驗注意事項：①升壓速度＜0.3 MPa/min，降壓速度＜1 MPa/min。②試驗時壓力穩定時間為10 min。③設計壓力檢查時間為30 min。④一區壓力取值升壓泵出口壓力表，二區壓力取值蒸發器頂部壓力表。⑤水壓順序。二區：主蒸汽管道、主蒸汽旁路管道、MSR二級再熱蒸汽管道、主蒸汽至除氧器系統和蒸汽轉換器系統部分管道。一區：主給水及相關管道。

3 試驗準備期間遇到的主要問題及解決方法

3.1 準備加熱試驗用水時多處漏蒸汽

在用電鍋爐生產出來的輔助蒸汽暖管除氧器的加熱蒸汽管道時，主管道上的一個大型電動隔離閥閥前法蘭漏蒸汽，漏量較大，地面短時間積聚大量積水。同時，在進汽管道 上還有幾個疏水閥連接法蘭也存在不同程度的滴漏和滲漏。

為了避免在高溫高壓下，蒸汽漏量加大，試驗人員立即關閉上游進汽閥，拆開保溫進行處理，后續也對疏水閥法蘭漏水進行了緊固。為了避免同樣的情況再次發生，在隨后的用蒸汽暖管過程中，保持較慢的升溫速率，約60℃/h，同時在緩慢升溫的過程中，加強對蒸汽管道的排查，一旦發現泄漏，立即在低壓低溫狀態下處理掉。因為壓力、溫度越高，越難處理蒸汽泄漏，同時處理過程中人員的風險也越大。通過這種方式，后續又相繼查出并及時處理了幾個漏點，確保二回路水壓試驗順利進行。經驗反饋是：冷態無壓狀態下緊固的設備，加熱承壓后，由于熱膨脹和介質內壓可能會使連接法蘭處產生泄漏。要求暖管時，升溫速率要慢，在低溫低壓時發現有漏及時處理。

3.2 試驗用水水質長時間不達標

在對除氧器內的水加熱到85℃加入聯氨打循環后，水質的2個指標：pH值和氨濃度均不滿足要求，在斷斷續續加入聯氨和氨液的過程中，當化學藥劑量已達同類型電廠經驗總藥劑量數值（聯氨200 kg；氨20 kg）時，現場試驗室測得的pH值仍為 9.7（要求＞10）；聯氨氨濃度為

兩次分析異常后試驗人員提出更換取樣點的要求，并由二回路水壓試驗相關負責人員重新確認取樣點后再次進行取樣、分析，水質分析結果滿足二回路水壓試驗用水要求。后對分析進行仔細分析，才發現由于之前的取樣點是ADG001BA底部APA泵入口下降段的正式取樣點，當時試驗時該管段為不流動的死水，所以取該取樣點不具有代表性，導致測量結果不能準確反映除氧器回路中水質的真實狀況。

3.3 制備二回水壓試驗專用水時，除氧器再循環泵電機故障

在二回路水壓試驗用水加熱過程中，啟動除氧器再循環泵給除氧器水箱打循環時，發現再循環泵電機在轉了4 h后，電機軸承溫度最高上漲到93℃，而對應的報警值是90℃，試驗人員討論后，立即停泵，導致除氧器水箱無法打循環，影響除氧器加熱和加化學藥劑均勻投加。據反饋，該電機在試車時就曾發現電機軸承溫度高的缺陷，但考慮到二回路水壓試驗進度太緊，一直沒有拆解處理，只是簡單在電機軸外部抹點油脂試轉勉強合格，留下了隱患。

經過連續近30 h的拆除處理，重新啟動后，在運行的15 h期間，該點溫度穩定運行在83℃左右，仍離報警值90℃較近，已經發廠家服務申請單要求廠家到廠處理。同時警醒電廠人員，在以后的大設備試轉時，必須嚴把質量關，不給后續的工作留下任何隱患。

4 試驗過程中遇到的問題及解決方案

4.1 試驗初始升壓時壓力波動大

由于缺乏對水壓試驗臨時升壓泵性能和一區系統范圍小這2個特點的認識，調節一區系統壓力變化靠臨時升壓泵旁路閥和出口手動閥來控制，導致壓力從0升到2 MPa時，壓力梯度變化很大，且存在一次超出壓力變化范圍的現象，同時壓力也無法控制穩定在第一個壓力平臺2 MPa上。

試驗人員立即進行原因分析，最后斷定是控制升壓的閥門管徑過粗（Φ60 mm），通流能力過大，不利于對水實體管道系統壓力的精確調節。通過對相關工藝流程圖紙的查找，并于現場實際位置核實，確定主給水管道上的一根最細的管道、帶有2個手動截止閥、位置操作高度和角度非常適宜的管閥組做為升壓調節閥門，通過雙閥門之間配合節流，將壓力的變化速率準確和穩定控制到要求值。該方法也成功應用于隨后的一、二區聯合試驗時控制壓力變化率。

4.2 試驗期間閥門外漏

在壓力升到第一個壓力平臺2.0 MPa時，主給水管道上的一個流量測量文丘利管的7個儀表管閥有5個出現滴漏情況，現場用F扳手已經緊固到極限仍然漏，導致無法繼續升壓。

試驗人員嘗試采取在閥門內漏的情況下，適當開一個開度對閥門沖洗，再重新關閥的方式。在實施此方法后，重新關閉閥門，閥門不再外漏，問題得到解決。后將這一方法進行改進，并作為實踐經驗向國內同類型機組進行推廣，即：要求在二回路水壓試驗時，在低壓力下必須對二回路管道沖洗工作結束后再對增加的新管道閥門進行沖洗，避免因閥門內有臟物導致閥門無法關嚴事件的發生。

4.3 試驗期間管道部件外漏

在壓力升到8.9 MPa左右時，主蒸汽隔離閥閥前充壓空管線上的2個閥門，閥前與管道連接的臨時墊片均爆開，導致系統壓力快速下降，無法控制。

當試驗人在壓力監視時，發現試驗壓力快速下降，在組織試驗人員查漏點時，發現了這個大漏點，立即將漏點前面的手動隔離閥關閉，將壓力穩定并重新更換墊片。在分析墊片損壞的原因時，發現破損墊片是試驗前才裝入的臨時墊片，考慮到試驗后該墊片還要重新取出，因此當時未安裝正式的墊片?；谶@個事實，試驗人員立即查找試驗設備清單，在清單中列出類似的臨時墊片附近安排專人值守，并準備好備用墊片，一旦發現內漏，立即隔離出來更換備用墊片。同時將該良好實踐推廣到其他國內機組，即做2#機試驗前，要對臨時墊片的安裝更加重視并提出更高要求

5 試驗后存在的問題及解決方案

因為前期缺乏經驗，在二回路水壓總體試驗方案中，未明確具體做出水壓試驗后SG和VVP，ARE等管道、設備的狀態控制、保養方案及執行計劃，導致試驗結束后，水壓試驗組織機構取消，設備保養無專人負責，進展緩慢且無序，浪費了大量人力和物量（除鹽水）。

針對這種狀況，試驗負責人根據各個區域管道材質及運行工藝特性，詳細制定了一一對應的5區設備保養方案（表1），并在后續安裝單位執行過程中，定期抽查設備保養情況是否滿足要求。因此在后續進行二回路水壓試驗時，在試驗前的總體方案中必須列入試驗后的保養計劃，并安排好保養專項負責人。同時還要重新定義二回路水壓試驗的結束點，即：在主蒸汽管道中水排完并投入相應的專用保養除濕機；二回路主要給水管道、設備已進入到標準的加藥保養狀態。

表1 二回路水壓試驗5區保養方案

6 結論

詳細介紹某電廠進行的二回路水壓試驗，分析試驗過程中發生的問題。電廠二回路水壓試驗，是電廠二回路部分安裝結束期的重要承壓試驗。該階段缺乏一定的電廠工藝系統的運行、檢修經驗，在試驗前期、試驗過程期間及試驗結束后均存在在諸多問題，對試驗人員和試驗設備的運行安全造成一定影響。試驗人員認真分析問題的根源，徹底解決問題，解決問題的思路和方法形成良好實踐，供本電廠其他機組及國內同類型機組借鑒。

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