EPR堆型核電站管道保冷效果分析及改進建議

王禮濤

（中國核工業二三建設有限公司臺山項目部，廣東江門529200）

0 引言

臺山核電1號機組熱試系統試運行期間，通過對不同區域的管道保冷進行現場勘查，發現部分管道外表面凝露、滴水，管道保冷效果不理想，對相關系統的安全運行產生影響，尋找一套可以攻克此項難題的方法勢在必行。

1 管道保冷結構

管道保冷結構自內向外由保溫棉氈Aiguilene 60、玻璃纖維網格布、雙層乳香脂Sealfas 30-36、金屬外殼組成。

2 保冷施工流程與要點

2.1 保冷施工流程

保冷施工流程圖如圖1所示。

圖1 保溫施工流程圖

2.2 施工要點

根據施工流程圖與實際情況，管道保冷施工重點在于保冷層和防潮層的安裝。

2.2.1 保冷層施工

保冷層選取規則如下：

（1）2寸及以下，一層25 mm厚的Aiguilene 60玻璃棉；

（2）2寸以上，一層38 mm厚的Aiguilene 60玻璃棉。

管道防腐處理完成后，對管道表面進行清潔，按照管道尺寸裁剪合適大小的溫棉氈Aiguilene 60，包裹于管道表面并用扎帶綁扎。

施工過程中扎帶綁扎會對玻璃棉Aiguilene 60造成擠壓，導致保溫破裂，接縫不嚴實，對保冷效果產生影響。

2.2.2 防潮層施工

防潮層由玻璃纖維多格網格布和乳香脂Sealfas 30-36按照以下順序制成：

（1）安裝一層玻璃纖維網格布；

（2）涂抹第一層面密度為1.5 kg/m2的乳香脂Sealfas 30-36涂層；

（3）在第一層涂層自然干燥后（至少18 h），涂抹第二層面密度為1.5 kg/m2的乳香脂Sealfas 30-36涂層。

玻璃纖維網格布所有的網格必須用乳香脂涂層填滿，否則就會造成防潮層不連續。乳香脂為濃稠狀液體，應均勻涂抹在玻璃纖維網格布上，在實際施工過程中，部分現場有障礙的區域以及閥門、法蘭等特殊部件容易出現防潮層涂抹不嚴實的現象，進而影響防潮層效果。

3 施工難點分析

3.1 保冷厚度

在對現場進行勘察后，發現凝露現象主要發生在兩個地方，首先是在空間相對開放、空氣濕度比較大的房間；其次是部分閥門的法蘭盤、管道支架等部位，這些部位暴露在空氣中的面積較大，容易造成凝露。根據國標GB/T 8175—2008《設備及管道絕熱設計導則》和圖集98R419《管道及設備保冷》，運用防凝露保溫計算方法分析管線保冷所需厚度，防凝露保冷層厚度δ2的計算方法為：

D0由下式計算得出：

式中，D0為保冷層外徑（m）；Di為保冷層內徑（即管道外徑）（m）；λ為材料及制品的導熱系數[W/（m·℃）]；αs為保冷層外表面放熱系數，取為8.14 W/（m2·℃）；Ta為環境溫度（℃），在計算防凝露保冷厚度δ2時，采用所在地夏季室外空調計算溫度；Tf為介質溫度（℃）；Ts為保冷層外表面溫度（℃），采用所在地的設計露點溫度。

以4寸管道保冷為例：

管道外徑Di為0.114 m，放熱系數αs為8.14 W/（m2·℃）；

根據國標GB/T 13350—2008《絕熱用玻璃棉及其制品》，查得玻璃棉導熱系數λ為0.042 W/（m·℃）；

根據國標GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》，查得臺山地區夏季室外空調計算溫度Ta為31.0℃，Ts為26.9 ℃；

根據上游文件《TS-X-NIEP-PESS-F-DC-20034》，介質溫度Tf為5 ℃。

代入公式（2），計算D0約為0.201 m；

將D0代入公式（1），該部位保冷層所需厚度δ2約為43.5 mm。與上游文件38 mm保溫厚度接近，但是存在凝露的風險。

3.2 保冷范圍

對于支架、閥門等部位，在不影響閥門操作、支架功能的情況下，應減少本體暴露在空氣中的面積。對支架、閥門等部件保溫范圍應盡可能延伸，閥門保冷范圍在不影響閥門操作的情況下延伸至法蘭盤上表面，支架保冷范圍延伸至與管道接觸部位完全包裹，以減少本體暴露在空氣中的面積，防止表面凝露。

3.3 防潮層安裝形式

防潮層使用的玻璃纖維網格布為寬度1 m的卷材，使用時根據管道所需的大小進行切割，平鋪安裝于保冷層外部，再涂抹兩層乳香脂Sealfas 30-36。乳香脂將玻璃纖維網格布的網格填滿，起到防潮層的效果。由于玻璃纖維網格布質地偏硬，安裝過程中網格布環向和縱向搭接部位容易翹邊，與保冷層無法貼合，導致乳香脂Sealfas 30-36并不能完全吸附在玻璃纖維網格布上，對防潮層效果產生影響。

4 關鍵施工改進及效果驗證

分析問題發生根源，改進關鍵施工環節，合理組織施工，從源頭消除管道凝露，提高工作效率，降低返工率是亟需解決的問題。

4.1 關鍵施工環節改進

4.1.1 保冷厚度改進

按照上游設計，閥門保溫只需在本體外圍包裹一層保溫棉，防潮層與本體之間仍然有很大空隙。由于防潮層并不能完全阻隔空氣，內部空隙處的空氣遇冷就會凝露，又會有新的空氣進入。針對這種情況，用保溫棉將內部空隙全部填滿，減少內部的空氣存留，避免內部空氣凝露。

4.1.2 防潮層安裝形式改進

改進玻璃纖維網格布的安裝形式（圖2），將每捆1 m寬的網格布切割成5段，每段0.2 m寬。安裝時沿著管道走向纏繞安裝（圖3），有效避免了防潮層翹邊情況的發生，并且針對閥門、支架等部位可以多層纏繞，纏繞松緊度可以根據現場實際情況進行調整，確保乳香脂Sealfas 30-36完全吸附在玻璃纖維網格布上，起到良好的隔絕效果，而且大幅提高了安裝效率。

圖2 修改前網格布安裝形式

圖3 修改后網格布安裝形式

4.2 效果驗證

通過對保冷施工方法的改進，有效解決了管道凝露現象，提高了施工效率和安裝質量，降低了返工概率。臺山一期1#機組按照改進后的方法整改后，目前所有冷保溫系統運行情況良好，無保冷管道凝露現象。

5 結語

本文對臺山一期1#機組保冷凝露現象進行了分析和研究，通過對施工邏輯的優化，保冷厚度的計算舉例，保冷范圍的改進，有效解決了保冷管道的凝露現象。本文的敘述可以使相關人員對管道保冷有一定的認識和重視，積累經驗，不斷改進施工流程，提升技能，通過熟悉標準，掌握管道凝露原因以及解決辦法，為后續項目保冷施工提供了參考與借鑒。

[1]設備及管道絕熱設計導則：GB/T 8175—2008[S].

[2]民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范：GB 50736—2012[S].

[3]絕熱用玻璃棉及其制品：GB/T 13350—2008[S].

[4]中國建筑標準設計研究所.管道及設備保冷圖集：GJBT-496[Z]，2002.