M310堆型的核電指套管堵管工藝

江浩仁 鄧鵬輝 黃成龍

摘 要：堆芯指套管是堆芯中子測量系統中的測量通道，同時也是一回路壓力邊界。由于工作過程中振動和干涉等因素，導致指套管在堆芯內產生磨損減薄，出于經濟性考慮，需將減薄量超標指套管在更換前進行封堵。本文介紹指套管堵管工藝，通過將指套管切除6.5m后焊接2段堵塞，實現兩道密封，將指套管封堵并退入靜壓區，從而確保一回路壓力邊界的完整性。

關鍵詞：堆芯指套管；磨損；堵管

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.175

1 引言

堆芯指套管是堆芯中子測量系統中的測量通道設備，正常情況下，指套管插入堆芯內，并構成一回路壓力邊界。指套管內部干燥走中子通量探頭，外部與堆內構件接觸并受一回路高溫高壓介質沖刷。由于介質沖刷振動等原因導致指套管壁厚減薄，指套管壁厚減薄量至低于設計厚度的15%的情況下，將可能由于管壁過薄無法承受一回路介質壓力，導致指套管在下一個燃料循環周期內出現破損的現象，破壞一回路壓力邊界完整性。為防止指套管破損，則必須，讓指套管磨損嚴重的部位錯開與壓力容器和下部堆內構件等部件的干涉點。若指套管減薄量超出相應的標準，出于經濟性考慮暫不對該指套管進行立即更換，而將指套管封堵退入靜壓區，直至更換前該根指套管均不再參與中子通量測量。

2 指套管磨損處理標準

2.1 指套管其他處理方式簡介

割管移位：即通過切割指套管并重新焊接止推段和延長段的手段（即止推段和延長段統稱指套管手柄），使得指套管總長度減小，使得指套管磨損嚴重的部位錯開與壓力容器和下部堆內構件等部件的干涉點。

指套管更換：通過指套管切割，從堆芯水池抽取，重新安裝新指套管等工藝更換一個新的指套管，是處理指套管磨損最根本的手段。

3 指套管堵管

指套管堵管工藝包括以下幾個工序：指套管切割，焊接，端部止推段安裝，堵管工藝圖如下圖1。

3.1 指套管切割

對即將采取檢修的指套管抽出約8500mm（總長約14000-16000m），并在待切割位置事先做好標記。

切割長度：以指套管手柄端部為基準，切割長度mm留下的切口稱為系統切口，并在割下的指套管中取帶涂層的mm稱為焊接段。

切口打磨要求如下：切口和管道長度方向的垂直度為0.05mm，坡口的角度要求45±2°，坡口厚度1mm，平面度要求為1.6至3.2。

切口滲透檢查：對切口進行滲透檢查，要求無任何顯示。

3.2 焊接

堵塞Ⅰ焊接和堵塞Ⅱ焊接示意圖如圖2。

堵塞Ⅰ坡口示意圖：堵塞Ⅰ左右兩端帶有焊接坡口。

將堵塞Ⅰ，插入堵管裝置，ER316L材質焊絲，通過氬弧焊手工焊接焊縫S2，并對焊肉進行打磨，打磨后要求焊縫外徑mm。

堵塞外形尺寸要求：堵塞Ⅱ一端帶有焊接坡口，一端帶螺紋。

將堵塞Ⅱ，插入堵管裝置另一端，ER316L材質焊絲，通過氬弧焊手工焊接焊縫S3，并對焊肉進行打磨，打磨后要求：mm。

將堵塞Ⅰ另一端插入系統切口，ER316L材質焊絲，通過氬弧焊手工焊接焊縫S1，并對焊肉進行打磨，打磨后要求：mm。

焊縫滲透檢查：對焊縫進行滲透檢查，要求無任何顯示。

3.3 端部止推段安裝

為實現指套管安裝后的可靠固定，在堵塞Ⅱ螺紋段需安裝止推段，確保正常運行期間因為指套管承受一回路介質而沖出。

3.4 注意點

注意點（1）：劑量報警風險，若指套管拔出過程中帶出熱點將導致所在房間內環境劑量超出限值，故需做好預防措施。

注意點（2）：管道切割打磨過程中產生的碎屑風塵需做好防異物措施，防止進入指套管內部。

注意點（3）：指套管坡口打磨和焊接，需保證端口的清潔度和焊接質量。

注意點（4）：指套管焊接完成后除PT要求無任何顯示外，還要求自然冷卻，并打磨焊肉厚度需滿足要求。

4 總結與討論

論文對指套管處理方法進行初步介紹，針對指套管堵管工藝進行了詳細的介紹，所做的工作和得出的結論有如下幾個方面：

（1）指套管的磨損減薄的主要原因是指套管安裝后和堆內構件干涉且受介質沖刷振動而減薄。

（2）指套管減薄的處理方式有割管移位、堵管和更換。

（3）指套管更換是處理指套管減薄的根本措施，但出于經濟性考慮，在不影響中子通量測量的前提下，通過堵管的處理方式保證一回路壓力邊界的完整性。

（4）從生產實踐角度闡述指套管堵管工藝，從成本和可操作性來看具有很高的推廣價值。

參考文獻：

[1]柳正鈞.堆芯指套管磨損、堵塞機理與預防性維修策略[J].核動力工程，2004，25（02）：265-266.