VVER-1000型壓水堆核電站堆芯捕集器安裝質(zhì)量控制

徐野男 李永華

中核工程咨詢有限公司 北京 100000

1 堆芯捕集器工作原理

堆芯捕集器的工作狀態(tài)是在壓力容器發(fā)生熔化、或壓力容器底板發(fā)生破裂時(shí)，此時(shí)從熔融堆芯噴射出來的高溫放射性熔渣可能會(huì)導(dǎo)致以下現(xiàn)象發(fā)生：（1）破壞壓力容器周圍的干保護(hù)和反應(yīng)堆豎井混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致反應(yīng)堆豎井存在倒塌的可能；（2）因熔渣的作用，堆芯墻體會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣和氫氣，氫氣的來源是熔渣內(nèi)含有大量金屬鋯，在高溫下與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生。兩種氣體混合后，隨著堆腔壓力的極具增高會(huì)發(fā)生爆炸的可能性，同時(shí)也會(huì)使放射性物質(zhì)隨著氣體的揮發(fā)而逐步擴(kuò)散。堆芯捕集器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)是保證熔渣被吸收、冷卻、以晶體狀態(tài)完全融化在捕集器內(nèi)，確保堆芯乃至整個(gè)核電站的安全。

堆芯捕集器按照功能大體由四部分組成，從上至下沿壓力容器至反應(yīng)堆豎井底部縱向排列。分別為：下板、通風(fēng)集管、帶填充物的吊籃、段式熱交換器[1]。

2 工程概況

堆芯捕集器安裝于反應(yīng)堆豎井內(nèi)標(biāo)高+6.2m碳鋼底板，施工順序?yàn)椋憾问綗峤粨Q器安裝、吊填充物吊籃安裝、通風(fēng)系統(tǒng)、下部板及附件的安裝，設(shè)備安裝后整體重量約345t。

3 施工過程中檢查

3.1 安全保證措施檢查

檢查堆芯支撐桁架區(qū)域是否敷設(shè)鋪設(shè)安全網(wǎng)，防止物體高空墜落傷害底部施工人員；檢查+34.1m豎井俄共埋件周圍是否搭設(shè)防護(hù)欄桿并粘貼警示標(biāo)識(shí)，防止交叉施工時(shí)物體墜落；檢查捕集器工作區(qū)內(nèi)是否敷設(shè)排煙塵措施、工作區(qū)內(nèi)施工人員數(shù)量盡量≤5人；

3.2 設(shè)備組件吊裝運(yùn)輸檢查

檢查設(shè)備組件吊裝運(yùn)輸過程中的路徑通暢性、吊索具掛設(shè)是否符合要求。

3.3 段式熱交換器安裝檢查

段式熱交換器的預(yù)組裝檢查。熱交換器組裝前，檢查場(chǎng)地放線、劃線及組裝工序是否符合程序要求，熱交換器吊裝就位固定及調(diào)整后，檢查間隙、半徑、和垂直度。段式熱交換器的安裝檢查。檢查每片交換器的實(shí)際放線位置及調(diào)整標(biāo)高用的墊板的布置情況。檢查安裝豎井中心的六棱形立柱的垂直度、90°方位支撐肋板的垂直度及上表面的水平度。檢查其固定在豎井壁及豎井底板上的連接情況。對(duì)于交換器之間設(shè)有傳感器套管和筋板需在安裝相鄰交換器之前檢查其安裝完畢情況，并檢查傳感器套管的彎曲半徑。檢查段式熱交換器上的管件、傳感器套管、拱形門和方形門的包縫板的安裝情況。

段式熱交換器間隙縫的灌漿檢查。（1）灌漿料的配制檢查檢查。配制的灌漿料原料不超過2h的使用量，重量配比為цкс干水泥100%，с-3增韌劑0.5-0.8%，工業(yè)用水40-52%。配比過程如下：將所用水的2/3加入配制容器內(nèi)，啟動(dòng)攪拌裝置，徐徐加入цкс干水泥，然后加入剩下的水及с-3增韌劑連續(xù)進(jìn)行攪拌5-10分鐘。檢查流動(dòng)性，流動(dòng)性可以通過加入水或增韌劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，配制合格的漿體流動(dòng)性為9-12cm[2]。（2）灌漿前檢查。灌漿區(qū)域清理是否干凈、灌漿表面是否經(jīng)浸水潤(rùn)濕、灌漿間隙內(nèi)的套管是否封堵及保護(hù)、灌漿區(qū)域的漏漿處是否封堵。灌漿設(shè)備及消耗性材料是否備齊、人員及勞動(dòng)防護(hù)用品是否配齊及穿戴齊全。

（3）灌漿檢查。檢查灌漿的4個(gè)階段是否符合方案要求：①、對(duì)交換器的中心部位進(jìn)行灌漿，完成蓋板的焊接及封堵；②、對(duì)交換器底面至弧形面區(qū)域進(jìn)行灌漿；③、對(duì)弧形面至交換器垂直面中心區(qū)域進(jìn)行灌漿；④、完成交換器剩余的全部灌漿工作。

3.4 帶填充物吊籃的安裝檢查

一、二、三、四層填料盒安裝檢查：檢查立柱的垂直度、支撐肋板垂直度及上表面水平度值。五、六、七、八層填料盒安裝檢查：檢查填料盒組件上表面與混凝土懸臂梁底面之間的距離，核查是否能夠滿足熱屏蔽的安裝。如影響安裝，可將第八層填料盒組件全部旋轉(zhuǎn)180°，如果仍然無法滿足安裝要求，可將第八層填料盒組件相對(duì)于設(shè)計(jì)位置旋轉(zhuǎn)90°并在支撐肋板上安裝焊接支撐件。檢查熱屏蔽安裝及熱屏蔽導(dǎo)料管灌漿施工是否符合要求。為便于灌漿工作的開展，可選擇在較方便的場(chǎng)地進(jìn)行，灌漿原料采用俄供的BGS型號(hào)水泥，主要成份為赤鐵礦，密度為2.60-2.70g/cm3，抗壓強(qiáng)度20Mpa，工作壽命50年[3]。

3.5 通風(fēng)系統(tǒng)及下板的安裝檢查

通風(fēng)系統(tǒng)部分安裝檢查：檢查門的開/關(guān)是否良好，如有異常在安裝之前應(yīng)進(jìn)行及時(shí)維修或更換。將人孔門框焊接到兩塊熱交換器上。通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)殼安裝時(shí)，首先檢查密封門的開/關(guān)是否良好，如有異常在安裝之前應(yīng)進(jìn)行及時(shí)維修或更換。下板安裝檢查：下板由Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類段件組成的類似“圓鍋”形狀的結(jié)構(gòu)。其中Ⅰ類段件角度為96°，共3件；Ⅱ類段件是角度為48°的一件段件，Ⅲ類段件角度為24°扇形件，由散件構(gòu)成[4]。（1）檢查+12.7m混凝土懸臂梁凸臺(tái)表面的段件安裝實(shí)際位置及段件肋板所在位置的標(biāo)高。（2）檢查Ⅰ類、Ⅱ類段件中間孔的內(nèi)徑、斜面肋的標(biāo)高。（3）檢查下板與壓力容器之間的間隙值（70+10mm）。

4 施工中的經(jīng)驗(yàn)反饋

在堆芯捕集器整個(gè)施工過程中，堆芯捕集器水循環(huán)管道附件焊接后，導(dǎo)致土建穿墻套管法蘭周邊混凝土表面出現(xiàn)不同程度破損，對(duì)此問題召開專題會(huì)議，由安裝單位開啟NCR。處理措施：對(duì)破損處進(jìn)行剔鑿后采用1：2水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，后續(xù)施工中，安裝單位在焊接工藝允許范圍內(nèi)調(diào)整相關(guān)焊接參數(shù)，盡量減小焊接過程中對(duì)周邊混凝土的影響[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

某核電站VVER-1000型壓水堆核電站堆芯捕集器安裝施工周期長(zhǎng)，施工難度及風(fēng)險(xiǎn)較大。且部分施工相關(guān)人員經(jīng)驗(yàn)不足，尤其是安裝技術(shù)人員，對(duì)此，在監(jiān)理工程師的要求提醒下，對(duì)堆芯捕集器進(jìn)行三維建模，便于給予參與施工人員第一直觀印象。對(duì)于安裝施工出現(xiàn)的問題，監(jiān)理工程師積極組織召開小范圍專題會(huì)，更好保證安裝質(zhì)量及施工進(jìn)度。