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摘要:核电站是人类和平利用核能的装置。但由于其使用的核燃料为会产生放射性物质的铀材料,因此其安全性要求特别高。目前国内在役及在建的核电站均为压水堆核电站,本文探讨的就是由中国核动力研究设计院生产的,压水堆型核电站所使用的电气贯穿件的安装问题。
关键词:核电站;电气贯穿件;安装
1 概述
中国核动力研究设计院设计生产的电气贯穿件(Electrical Penetration Assemblies EPA),是为压水堆型核电站提供的供各类电流导体贯穿安全壳的专用电气设备。电气贯穿件作为安全壳压力边界的组成部分,除满足相关电气性能外,还必须保证可靠的密封性能。即使在各种事故工况(包括失水、地震)下,仍能维持设备自身的电气连续性以及安全壳压力边界的完整性,保证核电站相关应急设备的电力需求,并防止放射性裂变产物的外泄。
1.1 设备总体描述
电气贯穿件是由若干安装在一个密封筒体内的贯穿导体芯棒组成,贯穿导体芯棒内装有若干绝缘导体。密封筒体安装在安全壳墙洞内,密封筒体两端配有接线盒。为与安全壳一起形成密封环境,组成核电站的第三道安全屏障,密封筒体焊接在预埋在安全壳墙洞内与安全壳钢内衬焊接在一起的预埋套管上。
1.2 电气贯穿件的分类
中国核动力研究设计院提供的核电站电气贯穿件产品具体包括以下几类,其中后三类在本文中统称为低压电气贯穿件:
?中压动力电气贯穿件;
?低压动力电气贯穿件;
?低压控制和仪表电气贯穿件;
?低压测量电气贯穿件(含同轴电气贯穿件)。
2 电气贯穿件的安装
2.1电气贯穿件的搬运
电气贯穿件从库区运送到安装现场时,最好是连同包装箱一起运输。现场起运时用吊装设备从贯穿件本体安装的两个吊装环起吊。
2.2压力监测组件的拆卸
由于电气贯穿件安装是从安全壳内部穿入预埋套管的,因此在穿入前需拆除压力监测组件。具体步骤如下:
?打开压力表阀门,缓慢释放压力至大气压后,装上管口罩,并做好放气时间;
?用扳手松开压力监测组件支撑板、压紧螺母;
?取下压力监测组件及支撑板,做好编号标记。并用软泡沫和塑料胶带包好压力监测组件,尤其是需注意对引压管锥形密封面的保护。
?对压力表进行标定检验,检验完成后恢复保护包装,安全存放待安装;
?用不锈钢专用塑料胶带封闭筒体上的进气口,避免灰尘异物进入贯穿件筒体。
2.3筒体组件的对中
筒体组件的对中,主要由以下步骤完成:
?对于低压电气贯穿件(中压无此步骤),先拆除端板(安全壳外侧)靠近吊环的两个对中调节块,然后将与吊环正对的对中块焊接;
?拆除端板侧吊环,并用胶带将吊环螺钉孔密封防止灰尘进入;
?用尼龙绳起吊筒体组件,待筒体中心与预埋套管中心基本相同时,用手将筒体轻轻推入预埋套管。筒体进入预埋套管后,取下尼龙绳,继续将筒体推入套管,直到合适的深度和圆周位置;
?在预埋套管上安装定位工装,调节工装上螺钉,使定位卡箍抱紧预埋套管的外圈。继续调节螺钉使法兰上焊接坡口与预埋套管的焊接坡口对齐,并保证2mm 间隙;
?用螺丝刀调节端板侧对中调节块,使筒体外圆与预埋套管内圆在圆周上的间隙基本一致。
2.4筒体组件的焊接
筒体组件的焊接,主要由以下步骤完成:
?按 RCC-M 中 S7400 规定的 2 级焊缝要求进行焊接;
?打磨坡口除锈,用丙酮清洗坡口,根据 RCC-M 中S7700的要求对坡口进行液体渗透检验(此步骤可在筒体穿入前进行);
?采取适当保护措施,以免焊渣飞溅损伤电气贯穿件表面;
?为控制焊接变形,采取对称焊接,每道焊缝控制在 200mm 左右;
?第一层焊接完成后应除渣,对焊缝进行目视检查和液体渗透检验;
?焊接完成,对整体焊缝进行外观检查、液体渗透检验与超声波检验,并按 2 级焊缝验收;
?将未焊接的另外两块对中调节块与端板接触的两边或三边进行焊接固定,焊接高度要求2-3mm,最后焊接对中调节块上的调节螺钉。
2.5补漆
筒体组件焊接完成后,对涂层破坏的地方及焊缝进行补漆处理。所用油漆名称及颜色要求见下表:
涂层道数不低于三道,每层底漆干膜厚度不低于 45 微米,面漆干膜厚度不低于50微米,干膜总厚度不低于 210微米。
2.6压力监测组件的安装
压力监测组件的安装主要有以下步骤:
?将标定好的压力监测组件引压管锥面与螺纹用丙酮或无水乙醇清洗干净;
?将筒体气孔锥面打开用丙酮或无水乙醇清洗干净;
?待干燥后,在卡套锥形密封面及压紧螺母第一道丝扣涂抹一层薄而均匀的专用高真空润滑脂;
?将引压管通过压紧螺母插入筒体进气孔,调节引压管插入长度,是支撑板上螺纹孔与筒体固定螺纹控对中;
?拧紧压紧螺母,紧固支撑板螺栓,并按要求打力矩;
2.7接线箱的安装
在压力监测组件安装完成后,应先进行密封性试验,再安装接线箱。接线箱的安装一般按以下步骤进行:
?拆除接线箱保护罩顶盖与接线箱本体的接地线,打开挡销插板取下顶盖组件。
?将呼吸阀安装在安全壳侧接线箱相应安装位置;
?在端板上安装接线箱紧定螺钉,并套上密封垫;
?起吊接线箱,对中后将接线箱相应螺栓孔插入紧定螺钉,安装固定螺母组件。从离吊环最近一颗螺栓开始用对角紧固法按要求力矩紧固固定螺母;
?安装低压电气贯穿件的端盖(中压电气贯穿件无此工作),将端盖与接线箱本体用 16mm2 的铜编织接地线连接;
?接线箱顶盖组件的恢复安装,同样应由两个人同时操作将顶盖固定销插入接线箱横梁的固定孔,将插销重新插入固定销卡槽内,锁紧顶盖组件;
?将接线箱顶盖组件与筒体用相应的接地铜编织线连接;
?用接线箱锁扣扣紧接线箱顶盖。
3 结束语
电气贯穿件承担着安全壳内外电力传输,以及各类信息的传输,对核电站的安全运行起着至关重要的作用。所有安全壳内用电设备均通过电气贯穿件传输电力;所有安全壳内设备相关运行信息均通过电气贯穿件传输至主控室,相应的主控室发出的对壳内设备的控制信号同样经过贯穿件传输。且电气贯穿件与安全壳一起构成核安全第三道防御屏障,因此其安装质量对后续核电站的安全运行有着直接的影响。
参考文献
[1]HAF601 民用核安全设备设计制造安装和无损监督管理规定
[2]RCC-M-2000+2002补遗 压水堆核岛机械设备设计和建造规则
[3]RCC-E-1993 压水堆核岛电气设备设计和建造规则
[4]GB50254-1996 电气装置安装工程低压电器施工及验收规范
[5]GB13538-1992 核岛安全壳电气贯穿件
论文作者:尚攀伟1,程玲玲2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/10
标签:电气论文; 组件论文; 接线论文; 核电站论文; 套管论文; 顶盖论文; 压力论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;