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摘要:按照国家核安全法规的要求,核电厂开始运行前必须进行役前检查,以采集初始状态下的数据,作为运行阶段在役检查结果的比较依据。本文分析梳理了华龙一号机组役前检查项目可能的实施计划,提供了华龙一号机组役前检查实施的建议思路。
关键词:役前检查;计划;实践
1.前言
按照国家核安全法规的要求,核电厂开始运行前必须进行役前检查,以采集初始状态下的数据,作为运行阶段在役检查结果的比较依据[1]。
2.役前检查计划
役前检查计划的编写主要根据在役检查大纲、规范标准,竣工资料、设计图纸(流程图、管道三维制作图等)以及变更改造资料等,将设备和焊缝等检查对象具体化,编写出详细的役前检查内容的指导性文件。同时根据现场管线核查结果,更新役前检查计划。华龙一号的役前检查计划编写主要有以下新增特点。
(1)部分检验对象在役检查等级进行了调整
华龙一号机组中将包含蒸汽发生器二次侧的主二回路管道和阀门列入RSE-M1级设备检查范围,按RSE-M[2]等级1级进行役前和在役检查。蒸汽发生器二次侧虽然为安全分析报告中定义的安全等级2级,但也按照RCC-M[3]等级1级设备进行制造,其RSE-M级别为1级。其他主二回路系统设备(主蒸汽管线、主给水管线、辅助给水管线、保护和排放管线以及二次侧非能动余热排出系统管线)按照RCC-M2级设备的规定进行制造,但考虑到其安全重要性,其RSE-M等级为1级,按RSE-M1级进行役前和在役检查,这是不同于以往M310机组的。
(2)检验对象的发生变化
由于华龙一号采用能动和非能动相结合设计理念,增加了非能动堆芯冷却、二回路余热导出,安全壳热量导出等系统功能,相应的增加了新系统的役前检查和在役检查项目。
华龙一号机组部分在役检查设备结构也有新的改进。例如,反应堆压力容器堆芯测量,采用从堆顶插入堆芯的新设计,取消了压力容器下封头中子测量管贯穿件,反应堆压力容器下封头外侧视频检查也相应取消。稳压器筒体采用一体成型,相对于福清1-4号机组,支撑裙角焊缝设计结构改良,取消筒体纵焊缝等。
此外,华龙一号反应堆冷却剂系统主管道采用锻造工艺,相对于M310机组(铸造管道)环焊缝增加了超声检验,检验方法由水压试验期间目视检验提高到体积方法检查,可以有效识别管道焊缝内部是否存在缺陷或缺陷扩展。
3.役前检查实施建议
华龙一号机组役前检查具有检查方法广、专用检查设备和工器具多、项目实施人员需求大、工期紧张、实施窗口协调难度大、不确定风险高、安审任务重等特点。
役前检查主要在机组调试期间进行,部分检查项目需要在安装期间实施,接口较多、环节复杂、协调难度大,华龙一号的建造安装调试工作采用EPC模式,役前检查的现场实施由工程总包单位总体负责,役前检查实施安排主要考虑以下几点。
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(1)安装调试的总体安排
役前检查实施根据机组总体安装调试进度统一协调安排,机组建造安装调试工期优化、施工逻辑发生变化,相对应的役前检查也需进行相应的调整。例如反应堆压力容器筒体、顶盖、主螺栓等检查,一般是安排在一回路水压试验后进行,由于华龙一号首堆一回路水压试验后反应堆压力容器顶盖不开盖,因此压力容器筒体、顶盖、主螺栓、主螺母的相关检查调整到热态性能试验后进行。
同时,在役检查规范规定,反应堆压力容器筒体、顶盖内部堆焊层目视检验只有在热态性能试验之前已经进行了电视检查时,该检查才作为役前检查的一部分在热态性能试验后进行。按上述逻辑安排,反应堆压力容器筒体、顶盖内部堆焊层视频检验在热态性能后进行,因此反应堆压力容器筒体、顶盖内部堆焊层在热试后实施视频检验的前提下不需要再实施目视检验。
(2)检查对象安装后造成检查不可达
役前检查一般安排在设备和管道安装就位之后,经过水压试验验证、装料之前执行。但有部分设备由于整体安装完成后会造成役前检查的不可达,因此该部分工作调整到设备役前检查不可达产生前进行。例如主泵泵壳安全端焊缝的射线检验,主要考虑在役检查的技术是采用专用工具安装到焊缝中心处在内部进行中心曝光,主泵水力部件安装完成后检查工具无法进入检查位置,因此检查窗口调整至水力部件安装之前,主管道和泵壳焊接完成后即可实施。同理,主泵壳体内表面视频检验,主泵法兰螺栓磁粉检验和目视检验同期安排。
(3)随着一回路水压试验期间的项目
一回路水压试验期间实施的检查项目主要为一回路水压试验期间声发射泄漏监测和目视检查,检查的目的是为了监控和发现一回路水压试验期间的泄漏情况。检查的对象主要包含反应堆压力容器顶盖部分、稳压器相关管线和接管、主管道环焊缝、波动管环焊缝、一回路系统的阀体、反应堆冷却剂系统辅助管道等。
(4)其他工程实践参考
根据国内其他核电机组役前检查工程实践(福清1-4号机组、方家山1-2机组),部分一回路主设备的工厂焊缝的役前检查可以在现场窗口允许的情况下安排在一回路水压试验前实施,主要涉及反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器等设备的工厂焊缝。主要目的是为了避免一回路水压试验后役前检查工期紧张,保证主线调试工作的顺利开展,给后续评审更充裕的时间。
综上,可以将华龙一号机组役前检查分为四个主要阶段实施,如下:
第一阶段(主管道焊接完成后实施):主泵相关役前检查及蒸汽发生器传热管涡流检验,包括蒸汽发生器传热管涡流检验、主泵泵壳安全端同种、异种金属焊缝射线检验,泵壳内表面堆焊层电视检验、主泵螺栓磁粉检验。
第二阶段(二回路水压试验后实施):主二回路系统、蒸汽发生器二次侧、二回路核2、3级系统设备、管道焊缝、支撑焊缝等;不参加一回路水压试验的辅助系统设备和管道焊缝的检查;稳压器、蒸汽发生器工厂焊缝的检查(一回路水压试验前视现场窗口决定是否提前实施,如不具备窗口安排在第三阶段一回路水压试验后实施)。
第三阶段(一回路水压试验期间及水压试验后实施):一回路水压试验期间执行声发射以及参加一回路水压试验的核一级焊缝目视;一回路水压试验后执行蒸汽发生器、稳压器检查及其它核1级设备、焊缝、支撑焊缝等的检查。
第四阶段(热态性能试验后实施):反应堆压力容器相关检查(冷试后不开盖安排在此阶段实施,冷试后开盖安排在第三阶段实施)、堆内构件水下电视检验、反应堆压力容器内表面和顶盖内表面目视检验(如热试后进行电视检验则取消)、蒸汽发生器一次侧水室内表面目视检验以及稳压器内表面堆焊层电视检验。
4、总结
本文分析梳理了华龙一号机组役前检查项目可能的实施计划,提供了华龙一号机组役前检查实施的建议思路。华龙一号作为三代自主知识产权的机组,后续将成为新建机组主力堆型,随着实践经验的增加,华龙一号役前检查实施逻辑也有较大的优化空间。
参考文献
[1]HAD103/07,核电厂在役检查,1988.
[2]RSE-M,In-service inspection rules for mechanical components of PWR nuclear islands,2010 Edition.
[3]RCC-M,Design and construction rules for mechanical components of PWR nuclear isla
论文作者:郭亮,黎玮玮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/8
标签:回路论文; 水压论文; 机组论文; 反应堆论文; 顶盖论文; 压力容器论文; 发生器论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;