中国中原对外工程有限公司北京100191
摘要:本文主要对海外某核电机组水压试验进行了描述,主要介绍了水压试验的技术条件,包括试验压力、试验温度、试验的水质要求和压力边界等,还介绍了水压试验的准备情况以及水压试验的试验过程和试验结果。
关键词:核电;水压试验;泄露检查;进度控制
1水压试验介绍
核电厂一回路水压试验是对安装完毕的一回路系统冷态打压,以检查设备、管道的焊接质量,验证反应堆冷却剂系统压力边界的严密性和完整性。水压试验是核电厂建设的一个重要里程碑,水压试验的完成标志着核电厂的核岛安装工作基本完成,核电厂全面进入调试阶段。海外某核电机组反应堆冷却剂系统压力升至21.5MPa并保持稳定24分钟无泄漏,一回路水压试验一次成功。水压试验是一项要求很高试验项目,下面简单介绍一下水压试验的一些技术条件。
1.1试验压力
根据ASME规范,强度性水压试验的试验压力应为设计压力的1.25倍,改核电机组的一回路设计压力为17.2MPa,所以强度性水压试验的试验压力为21.5MPa。在实际试验过程中,一回路中凡属于压力边界的第二道隔离阀均要打压至21.5MPa,以进行强度性验证。
1.2试验温度
在进行一回路水压试验时,必须避免系统内的温度低于压力边界内设备的脆性转变温度,根据ASME规范要求,规定水压试验温度应不低于承压部件材料的参考脆性转变温度加上33℃。寿期初压力容器的=-10℃。即水压试验期间,一回路水温不能低于23℃。实际在考虑水压试验温度时,需对压力容器母材、安全壳环境温度、补水温度等作综合考虑,该核电机组一回路水压试验选取的水压试验温度为55℃至65℃,同时确定在水压试验期间,金属壁温度应该大于42℃。
1.3水质要求
水压试验的试验用水必须满足《海外某核电机组一回路反应堆冷却剂系统安全级设备水压试验技术条件》规定的水质要求,具体标准如表1.1所示:
表1.1水质等级及指标
水压试验要求应充入A级水,同时在整个试验过程中,由于各种污染,水的纯度可能有所降低,但应保持不低于B级水的标准。另外在水压试验升压前,应添加足够的氨水,使反应堆冷却剂的pH值保持在10.0至10.5之间。
1.4压力边界
根据相关技术条件,调试单位在《反应堆冷却剂系统水压试验调试规程》中确定一回路水压试验的承压范围为:压力容器、蒸汽发生器一次侧、主泵、稳压器、反应堆冷却剂系统主管道以及与主管道连接的辅助系统管道、阀门与部件(至相连管道的第二道隔离阀)。同时根据该核电机组自身的特点,即安装公司在系统安装时由于客观的困难,部分管线打压没有打到,在一回路水压试验时作为水压试验压力边界的延伸段来考虑。这些延伸段包括:①余热排出系统中,SRH-V02A~SRH-V04A,SRH-V02B~SRH-V04B,SRH-V11A~SRH-V05A和SRH-V11B~SRH-V05B四条管线作为水压试验压力边界的延伸段,试验压力为21.5MPa;②安全注射系统中,SIS-V02A~SIS-V03A和SIS-V02B~SIS-V03B两条管线,作为水压试验压力边界的延伸段,试验压力为21.5MPa。
2试验的准备
2.1组织机构
水压试验涉及到设计、安装、调试、业主等多个单位之间的接口问题,为了水压试验的顺利完成,项目部建立了一回路水压试验的组织结构并明确其职责。
领导小组由工程总承包单位、调试单位、设计院、安装单位等单位人员组成,负责水压试验的准备和实施以及重大问题的决策。领导小组下设试验组、运行组、检查组、维修组、安质组合后勤组。试验组、运行组主要由调试单位人员组成,负责整个试验期间系统设备的运行和操作。检查组主要由安装单位人员组成,负责水压试验压力边界的焊缝、阀门、法兰、人孔和盲板等的密封泄露检查。
2.2临时设施
作为一个安装质量的检查性试验,水压试验的实施需要很多临时设施,主要的包括:
1、水压试验标准压力表,用于试验期间监测一回路压力,压力表接在稳压器喷雾头压差表(SRC-PdT805)后,为便于读数,用仪表脉冲管将此表引至容易监测的位置。压力表在使用前须进行标定,且在试验期间处于有效期内。压力表量程为0.00~40.00MPa,精度大于0.5级。
2、“O”型环打压装置。用于反应堆压力容器上封头法兰“O”型环密封性试验是打压。该核电机组水压试验的“O”型环临时打压装置取消原有打压泵的设计,采取从一回路引压的方式。
3、带有过滤器的模拟堆芯压降装置。该装置用于防止主泵超流量,保证主泵的正常运行。机组正常运行时,堆芯燃料会产生压降,水压试验期间,要通过模拟堆芯压降装置产生压降,防止主泵超流量运行。
4、其他临时设施还包括临时温度计、保温用碘钨灯、稳压器安全阀盲板等。
2.3技术文件
指导水压试验准备及实施的技术文件包括《反应堆冷却机系统水压试验调试规程》,《核电机组水压试验控制点管理程序》和《水压试验压力边界的焊缝、阀门、法兰、人孔等密封泄露检查清单》。这些经过批准的技术文件保证了水压试验按照规范的程序实施。
3试验过程
3.1初始条件确认
通过确认临时设施安装完毕以及水压相关系统达到水压试验应具备的状态,从而开始水压试验的实施。
3.2向RCP供轴封水
确认RCP的状态,启动离心上充泵SCV11APO完成充水排气后,向RCP供轴封水,为RCP正常运行建立条件。
3.3SRC自流充水
利用换料水箱水位的静压头,经SRH系统向SRC系统充水,同时监视SRC-LT809,当反应堆冷却剂管道满水后,停止SRC充水。
3.4SRC充至满水状态,各系统管路充排和充水放气
3.5SRC升压至2.94MPa
确认离心上充泵SCV11APO运行正常,调节SCV-V314对主系统升压,当主系统升压至2.94MPa时将SCV-V314投“自动”。
3.6SRC动态赶气
通过点动主泵对SRC进行动态赶气。
3.7SRC升温至65℃
3.8SRC升降压
启动往复上充泵SCV12PO,进行主系统升压,同时配合进行泄漏检查,检查的压力台阶如下表3.1所示:
3.9当SRC压力降至2.94MPa时,使SRC压力稳定在2.94MPa,水压试验结束
3.10恢复系统
4试验结果
一回路压力升至21.5MPa压力等级,保持了24分钟,检察人员对压力边界做了充分全面的检查,焊缝无渗漏,管道设备无异常变形,结果符合验收准则要求,试验合格。
表3.1水压试验泄露检查压力台阶表
在每个压力台阶上,安装公司检察人员按照编制的压力边界的焊缝、阀门、法兰、人孔、盲板等密封泄露检查清单,共检查了2657个部位,发现了部分缺陷,具体缺陷如表4.1所示。
表4.1水压试验检查出的缺陷清单表
ASME规范规定:在全部时间内的泄漏量不得超过系统的试验压力保压能力,在设备上的永久密封、阀座和设备的垫片连接处的泄露,当设计任务书有明确规定时是可以允许的,该核电机组水压试验在21.5MPa压力台阶上成功保压至规定值,结果是符合规范要求的。