輔助廠房CVS系統(tǒng)設(shè)備布置設(shè)計(jì)改進(jìn)

王芳

（上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200233）

在壓水堆核電廠的設(shè)計(jì)中，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（CVS，簡(jiǎn)稱化容系統(tǒng)）是重要的輔助系統(tǒng)之一，其系統(tǒng)功能的有效實(shí)現(xiàn)對(duì)核電廠的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。工藝布置設(shè)計(jì)的主要目的是保證系統(tǒng)功能的有效實(shí)現(xiàn)，合理的布置是系統(tǒng)設(shè)備、閥門、管道等部件具有可安裝性、可運(yùn)行性、可維護(hù)性、可操作性的重要保證。合理的運(yùn)輸路線和吊、拆裝空間也是布置設(shè)計(jì)需要考慮的重要方面。本文著重探討國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中CVS系統(tǒng)在輔助廠房的主要設(shè)備的布置、安裝、檢修及運(yùn)輸路線等方面的內(nèi)容。

1 輔助廠房CVS系統(tǒng)設(shè)備布置

AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，CVS系統(tǒng)布置于輔助廠房的設(shè)備包括補(bǔ)水泵、小流量熱交換器、補(bǔ)水過濾器、化學(xué)物添加箱和補(bǔ)水泵入口緩沖罐。

圖1 12255和12258房間工藝設(shè)備布置圖

圖2 12271房間工藝設(shè)備布置圖

兩臺(tái)補(bǔ)水泵布置于輔助廠房12255房間，即CVS補(bǔ)水泵房（見圖1），以保證補(bǔ)水泵入口管嘴的標(biāo)高低于硼酸貯存箱的標(biāo)高，同時(shí)也低于乏燃料池液位高度，這樣可以有效地避免汽穴的產(chǎn)生。為了降低有害化學(xué)制品對(duì)廠房的污染程度，化學(xué)物添加箱靠近CVS補(bǔ)水泵布置，并且預(yù)留足夠的操作空間。補(bǔ)水過濾器與其外部的屏蔽箱構(gòu)成KU20模塊，其整體懸掛于輔助廠房12258房間底板上。

補(bǔ)水泵入口緩沖罐布置于12271房間，即WLS泵房（見圖2），以減少它與WLS流出液暫存箱泵之間管道內(nèi)流體容積。當(dāng)WLS泵的隔膜發(fā)生破裂時(shí)，可以縮短氣體在緩沖罐內(nèi)積聚的時(shí)間，增強(qiáng)對(duì)補(bǔ)水泵的保護(hù)。

2 輔助廠房CVS系統(tǒng)設(shè)備布置設(shè)計(jì)改進(jìn)

AP1000設(shè)計(jì)中，CVS系統(tǒng)在輔助廠房的布置基本能保證其系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，但是仍然存在一些設(shè)計(jì)缺陷，尤其是在設(shè)備檢修、維護(hù)以及運(yùn)輸路線等方面尚存在一定的問題。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，針對(duì)AP1000設(shè)計(jì)中的不足之處，采取了一系列改進(jìn)措施，以完善布置設(shè)計(jì)。

2.1 設(shè)備維修及運(yùn)輸路線改進(jìn)

CVS設(shè)備的布置必須具有適當(dāng)?shù)目山咏裕员氵M(jìn)行在役檢查和預(yù)期的維護(hù)活動(dòng)。對(duì)于拼裝和旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，設(shè)備檢修不考慮整體更換，僅考慮更換其易損部件，如濾芯、泵葉輪、電動(dòng)機(jī)等。下面主要探討CVS系統(tǒng)在輔助廠房中主要設(shè)備的檢修及運(yùn)輸路線。

（1）補(bǔ)水泵。補(bǔ)水泵的布置考慮在其軸線方向上預(yù)留足夠的空間供轉(zhuǎn)子組件的拆裝使用（見圖1）。同時(shí)，每臺(tái)補(bǔ)水泵電機(jī)西側(cè)均預(yù)留一定的空間，供電機(jī)的維修操作。

由于CVS補(bǔ)水泵的外形尺寸較大，在廠房施工完成后，不能通過設(shè)備運(yùn)輸通道將其整體運(yùn)送至補(bǔ)水泵房。因此，在上層樓板施工之前，應(yīng)該將該設(shè)備吊裝就位。CVS提供兩臺(tái)100%容量的補(bǔ)水泵，任一臺(tái)泵都可隨時(shí)停運(yùn)進(jìn)行維護(hù)，而不影響電廠的運(yùn)行。補(bǔ)水泵的檢修需考慮葉輪和電機(jī)可能出廠進(jìn)行更換。AP1000設(shè)計(jì)中沒有考慮補(bǔ)水泵電機(jī)損壞，需要出廠維修或更換時(shí)的運(yùn)輸問題。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，根據(jù)補(bǔ)水泵檢修部件的信息，綜合考慮其運(yùn)輸路線（見圖3）：12255房間→12251房間→12351房間→40357房間→廠區(qū)。

補(bǔ)水泵房布置緊湊，補(bǔ)水泵B底座與屏蔽廠房外墻凈空間僅為1016mm，補(bǔ)水泵B周圍實(shí)際檢修空間也有限。因此，補(bǔ)水泵檢修過程中若需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行出廠維修或更換，則需考慮將電機(jī)先拆卸成尺寸相對(duì)較小的零部件，然后進(jìn)行運(yùn)輸。

圖3 CVS補(bǔ)水泵檢修部件運(yùn)輸路線圖

（2）補(bǔ)水過濾器。補(bǔ)水過濾器的布置考慮在其上方預(yù)留足夠的空間供更換濾芯時(shí)的操作使用。

過濾器濾芯的更換與運(yùn)輸是通過屏蔽運(yùn)輸容器便攜式操作工具來完成的。主要包括屏蔽小車MH60以及廢過濾器芯屏蔽筒MR40。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，根據(jù)屏蔽小車的信息，綜合考慮其運(yùn)輸路線（見圖4）：12258房間→12255房間→12251房間→12351房間→12361房間→12371房間→12374房間（即廢物處理容器區(qū)）。

補(bǔ)水泵檢修部件和補(bǔ)水過濾器濾芯運(yùn)輸過程中，需經(jīng)過12255房間南門和12351房間吊裝孔。AP1000設(shè)計(jì)布置緊湊，12255房間南門尺寸和12351房間吊裝孔尺寸較小，無法滿足設(shè)備運(yùn)輸空間要求。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，針對(duì)上述問題，逐一排查運(yùn)輸通道中的各個(gè)門洞、吊裝孔的凈空間尺寸，通過綜合調(diào)整運(yùn)輸通道周圍物項(xiàng)的布置，釋放一定的空間裕量，最大程度地解決和改善運(yùn)輸空間問題。

2.2 設(shè)備安裝方式改進(jìn)

圖4 補(bǔ)水過濾器濾芯運(yùn)輸路線圖

AP1000設(shè)計(jì)中，補(bǔ)水泵和小流量熱交換器均采用II類預(yù)埋錨栓安裝。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中，預(yù)埋錨栓需要在樓板澆筑前先進(jìn)行定位，在混凝土澆筑后預(yù)埋錨栓定位容易產(chǎn)生偏差。II類預(yù)埋錨栓完成施工后，其調(diào)整裕量非常有限，難以匹配現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備施工的安裝偏差，導(dǎo)致設(shè)備無法安裝，只能通過調(diào)整設(shè)備底座上的螺栓開孔定位匹配預(yù)埋錨栓進(jìn)行安裝。

國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，為便于設(shè)備的安裝施工，對(duì)補(bǔ)水泵和小流量熱交換器的安裝方式進(jìn)行了改進(jìn)。綜合考慮樓板厚度，設(shè)備底座高度及設(shè)備載荷，選用便于采購和施工的地腳螺栓進(jìn)行安裝，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供極大的便利。

3 結(jié)語

國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計(jì)中，針對(duì)AP1000設(shè)計(jì)中輔助廠房CVS系統(tǒng)主要設(shè)備的安裝、檢修以及檢修部件運(yùn)輸路線中存在的問題，提出了一系列的解決方案，提高了相關(guān)設(shè)備的可安裝性和可操作性，以保證更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)施工帶來極大的便利，提高了核電廠的可維護(hù)性和可檢查性，對(duì)整個(gè)核電站的安全運(yùn)行具有一定的意義。

[1]孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]徐剛,徐英虎.AP1000核島廠房設(shè)備及模塊運(yùn)輸路線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖及設(shè)計(jì)說明[Z].上海：上海核工程研究設(shè)計(jì)院,2011，12.

[3]徐良.核島標(biāo)高94.666(82’-6)及以上標(biāo)高預(yù)埋錨栓詳圖[Z].上海：上海核工程研究設(shè)計(jì)院,2017，07.