AP1000化學(xué)與容積控制系統(tǒng)沖洗經(jīng)驗反饋

劉天澤 納紅衛(wèi) 段黎明

摘 要：化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）是AP1000堆型的重要系統(tǒng)，控制反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）水質(zhì)、硼濃度和水裝量。CVS系統(tǒng)沖洗是系統(tǒng)建安向調(diào)試移交前期的重要的調(diào)試活動，是設(shè)備單體試驗和系統(tǒng)預(yù)運行試驗先決條件。本文結(jié)合海陽核電二號機CVS系統(tǒng)調(diào)試實踐，對調(diào)試期間的創(chuàng)新點和一些問題進行總結(jié)，以期對后續(xù)項目提供參考。

關(guān)鍵詞：AP1000；化學(xué)與容積控制系統(tǒng)；控制反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.186

1 概述

AP1000化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）的主要功能是對反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）進行化學(xué)控制和容積控制功能。根據(jù)具體功能不同，可以劃分為四個子功能單元，分別為凈化子系統(tǒng)、補水子系統(tǒng)、硼酸子系統(tǒng)，加氫加鋅子系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)沖洗過程經(jīng)驗反饋

CVS系統(tǒng)按照系統(tǒng)建安施工邏輯，分為四個移交包分階段移交至調(diào)試。以下按照移交包分別介紹系統(tǒng)沖洗流程。

2.1 CVS-01包：凈化子系統(tǒng)

CVS-01包的主要設(shè)備包括除鹽床和兩級熱交換器。主要用于在機組正常運行時，利用主泵的壓頭驅(qū)動一回路冷卻劑依次經(jīng)過兩級熱交換器冷卻后，進入除鹽床去除離子腐蝕和裂變產(chǎn)物，過濾后再返回到RCS。

由于系統(tǒng)沖洗時不可能利用主泵壓頭作為沖洗動力源，一號機使用正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）停堆凈化流道作為沖洗流道，即RNS在RCS半管液位冷卻流道同時連通CVS，對RCS停堆換料工況進行冷卻及凈化。這種沖洗方式與正常運行時的流道完全一致，但存在兩個問題，需要RCS半管液位支持，而RCS是調(diào)試及施工主線關(guān)鍵路徑，需要盡可能的壓縮系統(tǒng)沖洗對RCS的占用。另外，循環(huán)沖洗效率較低，需要反復(fù)清洗濾網(wǎng)、工期較長，人力消耗較大。

為解決此問題，二號機在一號機基礎(chǔ)上進行兩方面優(yōu)化：一方面RNS流道連通內(nèi)置換料水箱（IRWST）和CVS，利用IRWST高液位的重力壓頭進行開式?jīng)_洗；另一方面，完成開式?jīng)_洗后再聯(lián)通RNS和CVS的循環(huán)沖洗驗證清潔度，最大限度的減少RNS泵入口濾網(wǎng)堵塞的可能性。

除了主凈化流道外，還有和RCS直接相連的上沖下泄管道。對于與RCS直接相連的管道，是在主泵安裝前（系統(tǒng)移交前介入）通過開式?jīng)_洗完成清潔。

CVS-01沖洗時需要的臨時措施較多，主要包括異物敏感的多級孔板，以及CVS-V047的閥籠，以及作為臨時進水口和排水口的預(yù)留焊口。

2.2 CVS-02包：補水子系統(tǒng)

CVS-02 補水子系統(tǒng)包含CVS補水泵、多級孔板、除鹽床等特殊設(shè)備，一方面清潔度要求高，另一方面管道設(shè)計壓力高，需要厘清沖洗，試壓，臨措，設(shè)備回裝，移交之間的邏輯關(guān)系，以保證各項工作的質(zhì)量及現(xiàn)場工程進度要求。從沖洗方面：系統(tǒng)沖洗時應(yīng)遵循的兩個原則：所有異物敏感的設(shè)備都采用跨接或緩裝的方式移除，所有對沖洗效果有影響的設(shè)備都應(yīng)拆除。基于這兩個原則上述設(shè)備須采用各種臨時措施處理。從試壓方面：CVS-02主體是泵及相關(guān)管道，設(shè)計壓力以泵和多級孔板為界分為高壓和低壓兩部分，高壓部分管道試壓壓力達到32MPa。多級孔板上下游管道壓力不同且無法隔離作為試壓邊界，試壓時多級孔板不會安裝，焊接盲板作為試壓邊界。從上述分析得知，沖洗和試壓部分臨措存在沖突，部分臨措通用，厘清施工邏輯有助于減少工作量。海陽二號機實踐采用圖1的施工調(diào)試邏輯（CVS-02）。

CVS-02包包含很多對異物非常敏感的設(shè)備，包括小流量循環(huán)管線上的多級孔板、CVS補水泵、CVS-V140除鹽水減壓閥。若沖洗階段不能對系統(tǒng)進行有效沖洗，則會在后續(xù)預(yù)運行試驗過程中出現(xiàn)泵入口濾網(wǎng)多次堵塞、小流量管線流量不足等異常情況。處理起來更加困難。

2.3 CVS-03包：硼酸制備及儲存子系統(tǒng)

CVS-03包硼酸制備及儲存子系統(tǒng)包含硼酸制備箱、硼酸儲存箱、硼酸循環(huán)泵等設(shè)備，由于系統(tǒng)設(shè)計和布置的原因，采用開式、閉式等多種方式。

2.4 CVS-04包：加氫及加鋅子系統(tǒng)

CVS-04包加氫及加鋅子系統(tǒng)包含注氫包、注鋅包等設(shè)備。對于注氫包，采用壓縮空氣吹掃方式進行。對于注鋅包，采用先對箱體入口管路進行沖洗，除鹽水及箱體清潔后啟動注鋅泵的方式進行沖洗。

3 小結(jié)

海陽二號機CVS系統(tǒng)沖洗在一號機的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化和嘗試，主要經(jīng)驗有以下幾點，供后續(xù)AP1000項目參考：

（1）文件準(zhǔn)備。西屋初始提供的沖洗程序為整體提供，但實際使用時存在諸多不便。移交調(diào)試時，不同移交包移交時間跨度很大，程序描述和現(xiàn)場實際情況存在較大出入，需要做大量的文件修改工作。二號機準(zhǔn)備階段為便于程序編制，程序的實用性以及試驗報告整理，將沖洗程序按照移交包編制沖洗程序，針對主泵安裝前的特殊情況，CVS-01分為主泵安裝前沖洗程序和移交包沖洗程序。（2）邏輯優(yōu)化。CVS-01凈化回路沖洗工作屬于AP1000聯(lián)合沖洗里程碑中的關(guān)鍵路徑工作。二號機通過技術(shù)優(yōu)化將RCS半管沖洗調(diào)整為IRWST重力沖洗/循環(huán)沖洗，壓縮主關(guān)鍵路徑工期。同時完成了CVS五條貫穿件路徑的沖洗，對于后續(xù)安全殼整體泄漏率試驗順利完成也創(chuàng)造有利條件。（3）建安協(xié)調(diào)。沖洗工作為調(diào)試早期工作，存在和建安工作深度交叉，需要和建安方做充分的溝通交流，一方面需要雙方對施工邏輯討論和梳理，避免重復(fù)工作浪費工期和人力。另一方面沖洗臨時措施的質(zhì)量對于沖洗工作的實施，一號機早期出現(xiàn)多次臨時措施質(zhì)量差而導(dǎo)致試驗失敗的事件。除此以外，對于異物敏感系統(tǒng)，應(yīng)控制建安方對于水溶紙的使用。

參考文獻：

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