摘要：“核安全是核电的生命线”，而核电安装的质量关系到核电机组能否安全、经济、可靠运行。在目前国内外的核电机组中，大中径薄壁管是常规岛管道的重要组成部分，占据了半壁江山。大中径薄壁管在制造、存储、运输过程中造成的椭圆现象较为普遍，给现场管道组对施工带来较大的困难。如何校正大中径薄壁管的椭圆，成为管道安装的难点和重点，本文结合阳江核电站1、2号机组常规岛管道安装，对核电机组大中径薄壁管椭圆校正进行了研究。
关键词：核安全；安装质量；大口径薄壁管
一、前言
核电作为一种清洁能源，对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。阳江核电站位于美丽的南海之滨——广东省阳江市东平镇，是国家“十一五”规划重点能源建设项目，总投资约700亿元人民币，采用中国广核集团自主品牌的压水堆核电技术——CPR1000及其改进型技术，将连续建设6台百万千瓦级核电机组，是目前我国一次核准机组数量最多和规模最大的核电项目，是我国核电规模化、系列化、标准化发展的重要标志。关键设备国产化率超过85％，六台机组平均国产化率为83％。
“核安全是核电的生命线”，而核电安装的质量关系到核电机组能否安全、经济、可靠运行。在目前国内外的核电机组中，大中径薄壁管是常规岛管道的重要组成部分，占据了半壁江山。因此，大口径薄壁管的安装质量也成为了核电建设的重点。
二、现状
公司承建的阳江核电站1、2、5号机组，单台机组常规岛管道系统约计1700吨，其中大口径管道占1000吨以上，我们在管道预制和安装时发现大口径管道（包括管件）都存在不同程度的椭圆现象，尤其是大口径薄壁管道，这类管道在组合对口时容易造成管道内错口而影响焊口合格率和管道安装质量，施工进度也大受影响。
为了充分了解大中口径薄壁管道的椭圆现象，我们对到货的部分管道和管件管径测量的相关数据。管径为φ914×10.31、材质A691 2 1/2CRCL22的直缝焊接钢管到货后我们对其进行的管径测量结果。随机选取50个管口，分别测量管道外径的最大值Dmax、最小值Dmin，取差值，并计算平均为9.47mm。根据核电站管道组对质量计划要求：管道组对错口值不应超过管道壁厚的10%，且≤1mm，该管道外径差值不能满足焊口组对要求。
大口径薄壁管道在安装前普遍存在椭圆现象的情况，严重影响了管道组对及后续管道焊接质量。由于核电站运行的特殊性，管道内在安装质量的好坏将直接影响到机组的安全运行，在高标准的安装要求下，我们必须将管道椭圆现象加以矫正，保证组对焊口错口值控制在质量指标要求的范围之内（管道组对错口值不应超过管道壁厚的10%，且≤1mm），确保管道组对一次合格率及后续焊接及无损检测的质量。
三、对策制定及实施
在以往的工程施工中，我们对于管道变形（椭圆）采用的校正方式主要有以下两种：
1、热校正：用火焰（主要使用氧乙炔进行）对变形的无缝钢管进行预热，然后对变形部分进行应力校正。此种方法操作时火焰加热温度不易控制（测温枪测温），如果温度过高会造成管道内部组织的破坏，产生应力，影响管道自身的组织性能，校正完成后需要进行热处理来消除应力。而且对于焊接钢管如果使用热校正会造成焊缝性能的变化，影响其自身的工艺性能。热校正的方法存在较大的质量隐患。
2、冷态校正：在工程施工中我们对变形量较大的大口径管道一般使用千斤顶进行局部校正，此法直接将千斤顶在放置在管道内部，实际操作时的弊端是千斤顶不容易固定，而且椭圆部分不能均匀受力、接触面积小，效果不理想，并且校正时安全隐患较大，尤其是悬空、高空位置的管道，遇上管壁较厚的椭圆管段时，此种方法效果不明显。
在阳江核电站5MX厂房大口径管道安装组对过程中，我们总结以往的施工经验，结合现场实际施工环境，经过改良和创新，研制了一种针对大口径薄壁管椭圆变形校正的专用工具，其原理及示意图如下：
1、校正原理。待校正的管口布置于方形框架上下横梁内，千斤顶布置于上横梁与管口之间，通过千斤顶对管道进行校正。上横梁与立杆之间采用活行连接，可上下调整高度，进而满足不同管径的管口。
2、材料准备。选取［10槽钢作为固定框制作材料，尺寸保证焊接完成后，加固框能够满足＞DN900范围内管径调整。
3、材料组装、焊接。槽钢组合时采用部分焊接、部分螺栓连接的方式，槽钢与连接板及调整螺栓组合焊接在一起，从而保证了调整架能够根据不同管径，进行上下调节的作用，满足多种规格管道的使用。
4、组装并油漆。固定框架焊接完成后，对焊接位置进行打磨，并整体油漆。将千斤顶与固定框架组合完成，校正设备制作完成。
四、效果检查
针对椭圆管道及管件我们使用创新的专用工具进行校正试用，具体应用于5ABP低压加热器系统正在安装的管线管口进行统计分析，总计20只）。管道安装前，我们首先对管道、管件进行管外径测量，挑选出10个最大外径差的管口，经计算平均偏差值为9.52mm。
接下来，将不标准的管段或管件平放，口径椭圆一侧放置于此支撑架上、固定牢固，另一侧用枕木垫起，保证管段水平放置，缓慢调节千斤顶手动操作杆，使变形部位均匀受力，以校正变形部位，此过程应边校正边测量，直至变形部位恢复。
使用专用工具校正以后，我们对校正完的管道进行了管道管径测量：
从统计表中可以看出，经过校正的各种规格管道外径偏差值明显降低，对下一步管道组合对口起到了促进作用。
对比发现此专用工具和以往的两种校正方式，此工具可以很有效的修整管道的椭圆变形现象，使用方便、灵活、可调整，管道组对错口值等指标均控制在要求范围以内，提高了管道安装组对的一次合格率，而且能够缩短施工用时，提高了劳动效率。
四、结语
核电站工程建设阶段的安装质量是关系到机组能否安全运行的重要因素，是关系到国计民生的大事。通过对阳江核电站5号机组常规岛大口径管道安装我们发现，经过改良创新后的管道椭圆校正工具能够满足管道安装的质量标准要求，可以进行推广应用。
尽管福岛上空的阴霾仍未完全散去，围绕核电发展的争论也尚未平息。但从去年冬天以来持续笼罩我国北方各地的严重雾霾天气，严重影响了社会和人民群众正常的生产生活，已让社会各界普遍意识到，为实现经济社会可持续发展，进一步调整以传统化石能源为主的能源结构，加快核电、可再生能源等清洁能源发展已是必然选择。作为工程施工方，“安全第一、质量第一”文化理念将是我们立足和发展的永恒主题，我们也将立足实际、勇于创新、强化标准、狠抓执行，为中国新能源发展战略作出自己的贡献。
参考文献：
[1]《“安全能源”是核电发展立身之本—中广核持续提升安全改进 核电运营业绩世界领先》 中广核
[2]《中国核电发展浅析》.周利芳
[3]《低中压锅炉用无缝钢管》 GB3087-2008
作者简介：
隗敬元（1988-），男，山东省济南市，本科，专责工程师，中国电建集团核电工程公司公司，多年从事电力建设施工、管理工作。
论文作者:隗敬元
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：管道论文; 核电论文; 椭圆论文; 薄壁论文; 机组论文; 核电站论文; 千斤顶论文; 《电力设备》2017年第28期论文;