論文介紹了核電站蒸汽發(fā)生器二次側水壓試驗的工期研究和工藝創(chuàng )新方向，提出了研制 ASG001BA 外部加熱組件、加快管板金屬預熱、加熱后期并行充水、試驗穩壓時(shí)間優(yōu)化等工藝創(chuàng )新內容。
1 引言
蒸汽發(fā)生器（SG）二次側水壓試驗是評估主二回路承壓和密封能力的重要試驗，屬于核電廠(chǎng)大修次關(guān)鍵路徑工作。本文基于蒸發(fā)器二次側水壓試驗聯(lián)合裝置功能及目前工藝特點(diǎn)、應用監測到的技術(shù)數據和現場(chǎng)經(jīng)驗反饋進(jìn)行工期研究和分析，提出了試驗后續的工藝創(chuàng )新方向。
2 工期研究與分析
2.1 聯(lián)合裝置功能和工藝介紹
聯(lián)合裝置的優(yōu)勢主要是具備兩路好立的充水、加熱和打壓功能，其工藝特點(diǎn)體現在：①設計了循環(huán)加熱系統，可實(shí)現升壓前隨時(shí)啟動(dòng)加熱系統進(jìn)行循環(huán)加熱，使 SG 金屬溫度滿(mǎn)足規范要求，避免因邊界泄露或故障排查等導致滿(mǎn)水 SG 的金屬溫度降低后需要排水重新加熱；②設計了兩路好立的試驗管線(xiàn)，可實(shí)現兩臺 SG 同時(shí)進(jìn)行加熱、充水和升降壓操作，或交替進(jìn)行相應水壓試驗工序操作；③設計了流量計、溫度探頭、壓力變送器和電力調整器等，可準確采集試驗過(guò)程中試驗用水、溫度、壓力、加熱功率和泄漏率等關(guān)鍵參數數據；④設計了自動(dòng)控制和手動(dòng)控制功能，可實(shí)現試驗操作的精que控制和冗余控制，避免超溫和超壓操作。
2.2 新舊裝置工期對比分析
論文對某核電基地蒸發(fā)器二次側水壓試驗工期數據進(jìn)行了統計分析，發(fā)現作為次關(guān)鍵路徑的SG水壓試驗工作因在役和維修工作影響而排上關(guān)鍵路徑的可能性相當高�，F列舉同一機組兩次大修試驗的工期進(jìn)行比較，新舊裝置工期對比如表1所示。
分析表 1 數據整體可見(jiàn)，新裝置應用以來(lái)工期有明顯的改善：①取票驗隔離方面，工期處于同一水平，無(wú)明顯提升空間；②加熱操作方面，新裝置采用循環(huán)加熱工藝，相對原充排加熱工藝每臺 SG 節約近 10h，但仍舊占試驗工期近 1/2，可考慮外部輔助加熱等措施；③充水操作方面，充水工期相差 3.5h，因此，需提升充水過(guò)程控制水平；④升降壓操作方面，剔除偶然性，新裝置的工期數據相近，工期優(yōu)化宜從升降壓規程改進(jìn)和過(guò)程控制優(yōu)化方面考慮；⑤排水操作方面，工期差異由于射線(xiàn)探傷運行儀表化學(xué)專(zhuān)業(yè)工作影響較大，可暫不作為優(yōu)化固定項�；谝陨铣醪娇紤]在加熱操作、充水操作、升降壓操作以及資源準備方面展開(kāi)工期改進(jìn)和工藝創(chuàng )新。
3 試驗工期改進(jìn)和工藝創(chuàng )新研究
3.1 加熱工藝完善和創(chuàng )新
新裝置加熱工藝是根據充排加熱經(jīng)驗建立循環(huán)加熱模型：加熱前從 ASG001BA 取 50℃左右的水，分別充入 SG 二次側約 20m 3 、加熱水箱 8m 3 和循環(huán)管道2m 3 ，合計 30m 3 水通過(guò)循環(huán)進(jìn)水回水管線(xiàn)和加熱器水箱連接進(jìn)行循環(huán)加熱，系統水溫通過(guò)功率調節控制在 90℃以?xún)取?/div>
后續加熱工藝的創(chuàng )新點(diǎn)在于：①循環(huán)水溫趨于 90℃以后利用補水泵給 SG 二次側充水，改善循環(huán)加熱流量，以提高熱傳遞加熱效率。新裝置流量計監測到的循環(huán)加熱流量為 7.74～9.1m 3 /h，分析其循環(huán)回水流量主要取決于 SG 二次側水面與裝置的高度產(chǎn)生的壓差，提高壓差則需要增加充入 SG 二次側的水量。②在蒸發(fā)器管板外側設計輔助加熱裝置加熱管板。分析SG 的結構可發(fā)現管板#厚，達 0.555m，其利用水熱傳遞形式將管板加熱至目標溫度難度相對其他位置#大，因此，可考慮在試驗前蒸發(fā)器管板外側布置工業(yè)用加熱毯，限制加熱毯的溫度在 90℃以?xún)葘馨褰饘龠M(jìn)行輔助加熱，#終以一次側水室管板下沿測量到的溫度為目標衡量值。③合理制定加熱金屬溫度目標值和加熱工期。統計數據發(fā)現，試驗金屬溫度試驗期間的溫降為 5～7℃，溫降梯度約為 0.21～0.29℃/h，試驗結束時(shí)的金屬溫度距下限值 35℃還有 3℃裕度，即整個(gè)試驗工期在金屬溫度控制方面還有 10h 以上裕度，且停止加熱之后系統還有 1.3～3℃預熱慣性。因此，可考慮將金屬加熱溫度目標值從 43℃調整至 41℃，其加熱時(shí)間預計會(huì )減少 1h。
因此，加熱工期經(jīng)過(guò)改善循環(huán)用水量、設計輔助加熱裝置和調低金屬溫度目標值得到改善，加熱理論工期可做到 8h 左右，和前期研究熱力學(xué)建模計算的 8.05h [2] 接近。
3.2 充水工藝改進(jìn)
以 SG1 試驗為例，充水工藝過(guò)程為：加熱完成后用充水泵經(jīng) ASG024VD 注入 SG 二次側，用 ARE 臨時(shí)液位計監視水位上升，注水同時(shí)用 SIR 系統注入化學(xué)保養藥劑，經(jīng)過(guò)閥門(mén)VVP174VV，GCT128/130VV 和 VVP601VV 進(jìn)行充水排氣，當臨時(shí)液位計水位超過(guò) GCT128/130VV 時(shí)可切換至補水泵進(jìn)行充水排氣，完成后開(kāi)始升壓。
分析表 1 得知，歷史充水工期為 2～6h，充水用水量為130～152m 3 ，可考慮在加熱期間進(jìn)行前期充水，整體充水工藝可做如下優(yōu)化：①在加熱后期循環(huán)水溫趨近 90℃后，啟動(dòng)補水泵進(jìn)行充水，持續 4h 左右或金屬溫度達到目標值后停止，此時(shí)，SG 進(jìn)水量為 80～100m 3 。②補水泵充水的同時(shí)通知化學(xué)加藥注入保養藥劑，3h 內加完。③加熱期間進(jìn)行補水和加藥操作時(shí)持續運轉循環(huán)泵進(jìn)行加藥均勻。④加熱完成啟動(dòng)充水泵進(jìn)行充水，直至次高點(diǎn) VVP174VV 處充水排氣完成，啟動(dòng)補水泵繼續充水至#高點(diǎn) VVP601VV 溢水后完成充水，充水工藝按以上優(yōu)化，銜接順利預計 2h 內即可完成充水工作。
3.3 升降壓操作優(yōu)化
試驗期間的主要工作是升降壓速率控制、壓力平臺邊界檢查和安全閥鎖定及解鎖操作，根據現有試驗規程，規定了升降壓過(guò)程如下：①啟動(dòng)升壓泵將 SG 二次側壓力升至 3bar 進(jìn)行試驗系統邊界檢查。②若泄漏率可接受繼續按照＜4bar/min 的升壓速率將試驗壓力升至 72bar，通知機械進(jìn)行安全閥鎖定，完成后繼續升壓至設計壓力 85bar，保壓至少 30min，進(jìn)行泄漏率計算和邊界檢查。③若檢查合格繼續升壓至試驗壓力 102bar，保壓至少 1h，執行泄漏率計算和邊界檢查。④檢查和計算合格后，打開(kāi)泄壓閥降壓，降壓速率＜4bar/min，并在壓力為 85bar 和 72bar平臺進(jìn)行邊界相關(guān)檢查和安全閥解除鎖定，然后緩慢降壓。該試驗相關(guān)技術(shù)參數源于 EDF 規程，根據規范 RSE-MA2140 章節法定定期水壓試相關(guān)規定 [1] ：法定水壓試驗中應進(jìn)行完整的目視檢查，目視檢查在法定壓力穩定 10min 后進(jìn)行，在完成檢查確認無(wú)泄漏即可降壓。項目組分組對相對比較集中的 SG 試驗邊界檢查 30min 內足以完成，另長(cháng)時(shí)間在高壓平臺保壓增加了設備和人員的風(fēng)險，因此，建議在試驗規程方面進(jìn)行修改，即各壓力平臺保壓時(shí)間 30min。另根據經(jīng)驗反饋，升降壓過(guò)程中 72bar.g 平臺的 7 個(gè)安全閥鎖定和解鎖工作工期統計范圍為 1～2.5h，取決于維修工具和人員的配置。
綜上，升降壓操作工期目標可以 8h 作為目標工期進(jìn)行安全和質(zhì)量控制。
3.4 試驗用水制備工藝創(chuàng )新
以 CPR1000 機組為例，試驗用水源為 ASG001BA，水質(zhì)在符合化學(xué)保養要求時(shí)，其溫度需要利用 SVA 蒸汽加熱 ASG 系統凝汽器熱循環(huán)至 50～55℃，以確保金屬加熱完成后進(jìn)行充水工作時(shí)不會(huì )因充入 ASG001BA 水而冷卻 SG 本體金屬溫度。而使用電站 ASG 系統加熱 ASG001BA 水質(zhì)的前提條件是系統上相關(guān)閥門(mén)設備檢修，SAR 氣源和 LLA 電源均已恢復，以往已出現試驗用水源溫度因 ASG 系統未恢復不能加熱滿(mǎn)足初始基本條件而推遲試驗的情況，且出現過(guò)因工期緊張 ASG001BA 水質(zhì)未加熱至 50℃影響后續試驗加熱工期的情況。
經(jīng)分析 ASG001BA 的加熱原理、系統條件和聯(lián)合裝置的加熱功能，可將試驗裝置的循環(huán)加熱功能配套 TSD 作為ASG001BA 加熱的備用方案。
4 結語(yǔ)
本文提出的 SG 二次側水壓試驗的工期改進(jìn)方向和工藝創(chuàng )新內容應用在工期優(yōu)化、質(zhì)量管理和安全控制方面有著(zhù)重要的意義。
相關(guān)產(chǎn)品tuijian：
投入式液位計注明，三暢儀表文章均為原創(chuàng )，轉載請標明本文地址
