试验期间堆本体TSD的实施

顾新荣

（海南核电有限公司 海南昌江）

一、前言

冷态和热态功能试验是核电站调试的关键节点，试验的执行质量，关系着电站的调试工期和机组的安全稳定。压力容器作为试验的关键部分，根据调试大纲要求，在冷态和热态功能试验期间，作为一回路压力边界，过滤、收集一回路的杂质。为此，需要建立 4个 TSD（Temporary Special Device，临时设施）项以满足试验要求。

二、TSD的实施

1.堆芯差压测量装置

根据核电站调试大纲的要求，在电站调试Ⅰ，Ⅱ阶段（冷态和热态功能试验）执行反应堆冷却剂过滤试验RCP 50，用来监测在主泵运行期间压力容器下堆芯板过滤器前后的压差ΔP以防止超过0.133 MPa，反应一回路的异物程度。为此，需要制作一套堆芯差压测量装置（图1），其中，差压测量管线（Delta-P Tube）为厂家提供，测量回路根据上游设计文件自行制作。

差压测量管线从堆芯仪表间指套管密封段组件端口，沿着指套管导管插入到压力容器下堆芯板，测量点在堆芯坐标位置为D7、L7（ 高压端、低压端）。在堆内仪表间中对应贯穿件坐标为 C2、M2（ 高压端、低压端），图 2。

图1 堆芯差压测量装置示意图

高压测量管（High Pressure Measurement Tube）插入到堆芯过滤器滤网的前端，作为压力测点；低压测量管（Low Pressure Measurement Tube）插入到堆芯盲过滤器的后端，作为压力测点。在正式插入之前，需要调整测量管线的长度，步骤：①打开指套管导管上的手动隔离阀；②用压缩空气吹扫指套管导管；③插入高压测量管直至接触到堆芯过滤器滤网；④标记高压管线背法兰与密封段组件后法兰的距离；⑤拔出指套管；⑥割掉高压测量管线的头部（过滤器侧），剪切长度为：标记的高压管线背法兰与密封段组件后法兰的距离25 mm，并打磨切口；⑦插入低压测量管线直至背法兰接触到指套管密封段组件后法兰；⑧临时安装L7位置盲过滤器，并将低压测量管线从盲过滤器的通孔穿过；⑨在低压测量管线上，盲过滤器上表面10 mm处做标记；⑩拔出低压测量管线，并在标记处割除，打磨切口；11○正式安装D7/L7过滤器组件。

正式插入测量管线步骤（图3）：①插入两根差压管线直至管线背法兰与密封段组件后法兰接触；②用专用工具锁紧指套管密封段前螺母，力矩值：60±5 N·m（ 6±0.5 m·daN）；③用专用工具锁紧指套管密封段后螺母，力矩值：60±5 N·m（6±0.5 m·daN）。④24 h后，对前螺母进行力矩复查。

测量回路要满足以下几个要求：①水压试验期间一回路最高压力为22.8 MPa，测量回路设计压力在25 MPa以上；②测量管线要便于拆卸维护，接口形式可靠，不易产生泄漏；③要为差压表设计平衡阀、排气阀。

基于这几点要求，建议选用仪表标准配件。堆芯差压管线末端连接形式为NPT外螺纹，下游的测量回路根据此接口，可依次设计为：转换接头，针型阀，三阀组，差压计，型号规程参考表1。

在冷态和热态功能试验压力爬升阶段，需要对测量回路进行现场巡检，如发现有泄露情况立即处理。主泵运行期间，连续监测记录差压表读数。

一回路水压试验结束后该装置不拆除，但需要配合压力容器下部堆内构件吊装，此时将差压测量管线不完全拔出，头部低于压力容器底部筒体。在热态功能试验结束后将整套装置拆除。

2.临时堆芯过滤器（ 图 4～图 5）

根据上游设计文件《反应堆冷却剂过滤试验规程》要求，一回路水压试验前，在压力容器下堆芯板位置安装121组堆芯过滤器，其中一组盲过滤器（低压测量管线通道），过滤器利用下堆芯板燃料组件定位销定位，螺栓连接形式固定，止动垫片防松。

图2 堆芯坐标和RIC贯穿件坐标位置对应图

图3 差压测量管插入后在密封段组件的状态

表1 差压测量回路材料清单

堆芯过滤器的安装建议安排在水压试验前压力容器的扣盖准备阶段，在下部堆内构件清洗工作结束后进行，这样可以保证整项工作的清洁度。安装时下部堆内构件位于存放架上，工作人员通过吊篮下到下堆芯板，过滤器的安装步骤如下：①检查过滤器附件（压紧螺栓、螺帽、止动垫片和销子）齐全；②用酒精擦洗过滤器；③依次在121个堆芯坐标位置安装过滤器，其中L7为盲过滤器；④旋转压紧螺栓（序6），将压紧螺栓的突出托架（序6a）对准位于下堆芯板上相邻的流量分配孔的中心；⑤向下移动过滤器组件并将它的2个定位孔（序1a）对准两个燃料组件定位销，直至过滤器的方形底座（序1）接触到下堆芯板的上表面（S）面；⑥旋转压紧螺栓（序6）180°以便将压紧块（序7）放入它的滑槽里（序1b）；⑦安装止动垫片（序9）和螺帽（序8），用力矩扳手以65 N·m力矩拧紧螺帽；⑧向两个方向弯曲止动垫片（序9）以锁住螺帽。

步骤⑧中，止动垫片的设计厚度为2 mm，普通的敲击方法弯曲困难，对此可以制作专用工具，利用长柄平口钳来夹取翻边。整个过程要做好异物控制。

临时堆芯过滤器在冷态功能试验结束后不拆除，检查有无异常，如附件缺失、松动等，发现异常立即修复。在热态功能试验结束后，下部堆内构件吊装至存放架时，在下方垫白布来收集异物，并指出来源进行分析，最后过滤器用酒精清洗后存放回原包装，以备后续机组使用。

3.CRDM 过滤器（ 图 6～图 7）

根据上游设计文件《反应堆冷却剂过滤试验规程》要求，冷态和热态功能试验期间，在压力容器控制棒驱动机构（CRDM）下方安装33组过滤器，防止异物进入到控制棒驱动机构中，该项工作建议安排在水压试验前压力容器的扣盖准备阶段，在压力容器顶盖内表面清洗工作结束后进行，这样可以保证整项工作的清洁度。

图4 过滤器在下堆芯板的分布

过滤器的安装步骤：①压力容器顶盖就位于顶盖存放间；②在压力容器顶盖下方垂直拿起过滤网，使卡环（序1）朝上，将卡环贴上隔热套的下端面；③按图中结构安装一个卡箍（ 序 7），螺栓（ 序 6）和螺母（序 4）以及开口销 （ 序 5）；④用手拧紧螺母，使卡环紧固到位；⑤组装其它两组卡箍、螺栓、螺母和开口销；⑥用力矩扳手拧紧3组螺栓、拧紧力矩 10 N·m；⑦按以上方法安装其它的32组过滤器组件；⑧检查所有的螺栓拧紧力矩为 10 N·m；⑨用止动垫圈锁住所有的99个螺母。

CRDM过滤器安装完成后，要重点检查每个过滤器的止动垫圈有没锁紧到位。过滤器在一回路水压试验结束后不拆除，检查有无异常，如附件缺失、松动，发现异常立即修复。在热态功能试验结束后，在压力容器顶盖下方垫白布来收集异物，并指出来源进行分析，最后过滤器用酒精清洗后存放回原包装，以备后续机组使用。

图5 堆芯过滤器安装图

4.模拟指套管（ 图 8）

根据上游设计文件要求，为了检测一回路在水压试验期间的泄漏率，在压力容器底部中子通量测量导管的密封段组件管嘴处安装36根约250 mm的模拟指套管（C2，M2两个贯穿件通道除外，该通道安装差压测量管），作为一回路的压力边界。

图6 CRDM过滤器分布图

图7 CRDM过滤器安装图

安装步骤：①安装O形密封圈（序22）；②插入模拟指套管；③选入螺母（序7），确认螺母（序7）没有超出管嘴（序2）的后端面；④推进模拟指套管直至接触到O形密封圈（序22），并压紧在管嘴（序2）上；⑤用手拧紧密封段组件后螺母（序4）；⑥锁紧密封段组件前螺母，力矩 60±5 N·m（ 6±0.5 m·daN）；⑦锁紧密封段组件后螺母，力矩60±5 N·m(6±0.5 m·daN)；⑧24 h 后，对前螺母进行力矩复查；⑨调整止动片（序5），防止螺母松动；⑩打开上游手动隔离阀。

若插入模拟指套管过程中遇到阻力，应停下来不要强制进行，拔出模拟指套管，打开密封段组件，检查密封垫圈组是否存在变形等情况，如有进行修复，必要时更换。密封圈组的回装次序如图9所示。

图8 模拟指套管结构

模拟指套管在热式结束后拆除，需要全部更换为新密封圈组件（ 图 10）。

图9 密封段组件安装图

表2 后密封组件安装对照表

三、总结

在机组冷态和热态功能试验的阶段，堆本体TSD的实施是调试的关键路径，是重大风险的控制点。如果因TSD产生泄漏或是附件脱落，将导致整个试验状态的重新建立甚至一回路主设备的损坏。为了保证堆本体TSD实施的一次成功率和考虑问题的全面性，对整个实施过程和注意点进行了分析和描述。以实际的设计要求为准，提前做好准备、规范实施过程、把握质量控制，安全有效的开展堆本体的TSD工作，为核电机组调试工作的顺利实施提供借鉴意义。

表3 前密封组件安装对照表

图10 密封圈组件