AP1000主泵首次充水工作经验反馈

王军飞

摘 要：AP1000主泵在首次启动前，需要对主泵本体的冷却回路充满除盐水，一方面可以防止RCS、PXS、CVS、RNS等系统内的水夹带杂质（如颗粒物）意外进入主泵本体，造成主泵启动时轴承磨损；另一方面也可以对主泵冷却回路进行排气。本文主要介绍了山东海阳核电1号机4台主泵首次充水工作过程，并进行相关工作反馈，为后续机组再次进行主泵首次充水提供指导。

关键词：AP1000；主泵；首次充水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.218

1 概述

AP1000反应堆冷却剂泵（以下简称主泵）是一回路“心脏”，其采用的是EMD设计的屏蔽式电动泵。主泵结构[1]见图1。

AP1000主泵在安装完成后，尽快对主泵本体冷却回路进行充水，水质要求为A级水。一方面可以防止其他系统内的水夹带杂质进入主泵，另一方面也可以对冷却回路进行静态充水排气。

2 AP1000主泵首次充水过程

2.1 主泵充水临措

海阳核电1号机4台主泵首次充水示意图如图2。

水源来自DWS系统，取水口是阀门DWS-V05AE。下游经过隔离阀TV01和临时滤网后，通过充水软管连接至主泵下部疏水阀。在临时滤网上游3/8"支管用于疏水，下游支管接3/8"透明软管作为临时液位计。

2.2 主泵充水过程实施

每台主泵冷却回路大约需要充水210加仑（0.795m3），且水质要求为A级水。

充水过程中需要严格控制水质，同时充水速度应该尽量平缓，防止气体随水流进入主泵冷却回路。

2.2.1 充水水质控制

每次为主泵充水前，均需要对临时滤网下游软管进行冲洗取样，冲洗时间约5-10分钟，作业间隔超过2小时需要对其再次进行取样。经分析满足A级水要求后方能连接至主泵疏水阀开始充水。

海阳核电1号机组4台主泵充水完成立刻取样，分析结果显示水质合格。经过几天后再次取样，分析结果显示氟、氯离子浓度升高，硫酸根、总有机碳升高很多，水质不合格。而RCS热管段水质硫酸根、电导率、总有机碳等含量都低于主泵的杂质浓度，由此联合调试队认为是主泵内部污染物导致主泵水质不合格。

2.2.2 充水流量控制

临时充水软管出口处水质取样分析确认合格后，将临时充水软管连接至主泵疏水阀V261A/B/C/D开始充水。充水过程采用浸没式充水方式，即控制主泵充水速率在一个很小的值，使得主泵内部液位缓慢上升，直至到达指定液位。

为控制水泵充水流量，根据现场实际操作情况，首先将DWS-V05AE阀门置于一个微小开度，约5%即可，然后控制DWS安全壳外隔离阀V244和V243，将DWS安全壳内供水母管压力控制在0.4MPa左右，最后通过调节TV01和主泵疏水阀来控制主泵充水流量。

2.2.3 主泵液位监测

海阳核电主泵首次充水液位要求为外部热交换器与设备冷却水系统（CCS）接口法兰3/4标高。如图3所示。

主泵泵体与冷管段连通，一体化顶盖扣盖前可通过在 RV法兰面处观察冷腿是否有水流出来判断主泵充水是否完成。海阳核电是在RV扣盖后进行主泵首次充水的，最初设想用内窥镜伸到泵壳区域对液位进行监测，但是存在人员登高坠落安全及异物引入的风险，因此排除该方法。

海阳核电主泵首次充水液位监测采用U形管原理。如图2所示：在TV02下游接一个10米长的3/8"临时透明软管，在TV01、TV03关闭和TV02、主泵下部疏水阀打开的情况下，构成一个U型管，从而监测主泵充水液位。

主泵每充水10-15分钟，工作人员就会对主泵液位进行一次查看，从而对主泵充水流量进行一个判断，防止充水速度过快或者过慢。海阳核电1号机每台主泵充水至指定液位时间约为40分钟。

2.3 良好实践与经验反馈

海阳核电1号机在冷试前后对主泵进行了多次充排水，为后续再次进行主泵充水积累了丰富的经验。

2.3.1 疏水、排气阀安装前检查

海阳1号机4台主泵在首次充水完成后发现1A主泵疏水阀存在内漏现象，于是对1A主泵进行了排水，处理完成后再次充水，增加了工作量。为防止后续机组再次出现阀门内漏现象，建议在主泵疏水、排气阀安装前进行场内试压，确保密封性。同时，为确保阀门阀体内不存在加工铁削等异物，应对阀门进行解体，冲洗。

2.3.2 主泵充、排水过程中排气阀全程开启

严禁一回路压力超过主泵冷却回路压力1psig（6.895kPa），否则可能损坏定子屏蔽套。

排气阀关闭情况下，如遇到软管爆管或接头松脱等意外情况，会导致主泵快速疏水造成泵体内产生负压，可能导致定子屏蔽套损坏。在主泵充水完成后，排气阀关闭的情况下，必须对主泵疏水阀进行上锁管理，防止误开造成意外疏水。

2.3.3 主泵液位控制

主泵首次启动期间，三门核电人员反馈海阳核电主泵动态排气过程排出气体较多，讨论后，认为一是主泵充水速度过快，二是充水液位不够导致。主泵运维手册要求主泵充水液位为主泵泵体出口底部，而海阳核电主泵首次充水液位高度为外部热交换器与设备冷却水系统（CCS）法兰面3/4处。如图3所示。

根据主泵启动时一回路压力变化情况，可以判断该问题并没有对主泵启动产生负面影响。但是在后续进行主泵充水时需要特别注意该问题，在主泵液位到达指定高度之后应继续充水3-5分钟，确保临时液位计液位不再增长，方能判断主泵充水完成。

受主泵结构及 RCS 系统布置所限，主泵泵体静态充水过程中，充水至热屏以上水位，水会进入泵壳内，所以比热屏高的泵体空间（如主泵外部热交换器顶部）无法完成充水，只能依靠点动主泵来完成排气。

2.3.4 严格控制充水流量

三门核电单台主泵泵体充水持续时间大概为1.5小时，海阳核电单台主泵泵体充水时间约为40分钟。三门核电人员认为充水过快导致泵体内气体残留较多，建议将主泵单台充水时间控制在1个小时之上。

2.4 临措优化建议

虽然采用临时U型管液位计的临措在观察主泵充水液位时很方便，但是仍然存在一些不足之处，一、在整个充水过程中需要多次查看液位，作业人员在每次查看液位时需要登高作业，存在坠落风险，且厂房内脚手架搭设过多，导致空间狭小；二、无法精确控制充水速度。充水过快会导致主泵排气不够充分，在主泵后续静态排气和动态排气时会增加其工作量，且排气效果并不好；充水过慢充水则会延长工作时间，浪费人力物力。

后续机组在进行主泵首次充水时，可以对充水临措进行改进，改进后的充水临措示意图如图4所示。

与原来的临措对比，改进后的临措去掉了临时液位计及疏水支管，在临时滤网下游增加了一个流量计（也可以采用质量流量计）。改进型临措可以通过调节阀门开度控制管道流量，将每台主泵充水时间控制在1个小时，既可以较好进行主泵排气又可以节省劳力。

采用该临措也存在一些缺点，如成本增加、流量计如不准可能导致主泵充水水位不够等问题，需要后续对其可用性进行认真评估。

3 结语

主泵作为一回路的核心设备，任何与主泵相关工作都应该值得十二分小心。主泵首次充水是主泵首次启动的先决条件之一，工作质量的好坏直接影响着主泵首次启动和冷试的顺利开展。

参考文献：

[1] 顾健，郭鹏.AP1000主泵制造工艺及监造[J].