AP1000核电厂二回路冲洗临时措施应用

AP1000核电厂二回路冲洗临时措施应用

冯建

（山东核电有限公司调试管理部山东省烟台市）

摘要：本文分析了二回路冲洗的意义与方法。以AP1000核电厂二回路联合冲洗为例，介绍了在冲洗工期短、验收标准高的背景下，临时措施在解决冲洗水源限制、提高冲洗质量与效率中的作用，对同类项目的调试具有一定的参考与借鉴价值。

关键字：核电；二回路冲洗；临时措施

引言

尽管设备在生产、运输、储存、安装过程中均进行了人工清洁和防异物措施，但由于焊接等安装工艺、腐蚀反应、环境灰尘等原因，在已安装的系统内会出现焊渣、尘土、腐蚀产物等异物。电厂系统冲洗调试就是为了去除焊渣、腐蚀产物等杂物，保证要求的水质，防止金属继续腐蚀。实践证明，通过调试期间的系统冲洗，在机组启动过程中能够快速达到水质要求，防止蒸汽发生器二次侧结垢，提高工作效率。

1.AP1000二回路系统概述

AP1000二回路系统主要由凝结水系统与主给水系统组成。凝结水系统主要设备包括一台三壳体的凝汽器，三台凝结水泵，四级管壳式低压加热器，混合加热式除氧器以及相关阀门、管道、仪表等组成。主给水系统主要包括三台前置泵/主给水泵组，两级管壳式高压加热器以及相关阀门、管道、仪表等组成。二回路系统主要的作用是冷凝低压缸排汽，对给水进行加热与除氧，为蒸汽发生器提供符合压力、流量与水质要求的给水。

2.冲洗工艺的选择

通过大流量的冷态冲洗可以去除附着在容器与管道上的焊渣，尘土与松散浮锈等颗粒杂质，而油污等杂质需要在较高温度下才能被溶解祛除，所以最终确定采用大流量排放冲洗、冷态循环冲洗与加热加药热态循环冲洗相结合的冲洗方案[1]。热态冲洗热源来自辅助锅炉对除氧器的加热。以凝结水泵与主给水泵作为冲洗动力源，未引入临时动力装置。系统排放冲洗以浊度小于3NTU作为验收标准，冷态与热态联合冲洗以表1列出的指标作为验收标准。

3.冲洗过程中临时措施的应用

3.1设备缓装与恢复

为保证大流量冲洗，避免冲洗死角，提高冲洗效率与冲洗质量，在系统冲洗前缓装了部分设备。

3.1.1主给水泵跨接

主给水泵组由三列3*33.3%的泵组构成，每一列由前置泵与主给水泵串联，通过前置泵进行预升压后再经过主给水泵升压，达到符合蒸汽发生器压力要求的压力值。每组主给水/前置泵由同一台电机带载，前置泵扬程198m，主给水泵扬程656m。单台前置泵的扬程与流量能够满足系统冲洗要求，在冲洗过程中将主给水泵进出口跨接，此临时措施主要有两个优点：第一，旁路大功率主给水泵能够显著的节约能源；第二，主给水泵出口压力很高，先用前置泵对管道进行带压检漏，保证安全。

3.1.2缓装节流孔板

管道两侧压差较大时，可以采用节流孔板来调节流质压力。当流体流经孔板时，由于节流孔的局部阻力作用造成流道压缩，起到降压与限流的作用。该方法比安装调节阀要简单的多，可以根据需要的降压比，计算出对应的孔径。二回路管道安装了大量的节流孔板，在冲洗过程中，由于节流孔的存在，会造成冲洗流量较小，并且由于孔板遮挡及涡流等因素，杂质堆积在孔板上游无法排出，影响冲洗效果，流体流经节流孔板的示意图如图1所示。二回路系统在安装过程中缓装节流孔板，对管道实施跨接，在管道冲洗合格后再恢复安装。

3.1.3缓装气动阀

二回路系统调节阀采用笼式套筒导向，具有工作稳定、允许压差大、流量特性精确、噪音低等特点。调节阀通流部分为圆柱形滤网结构，流体流经笼式套筒导向调节阀示意图如图2所示。在系统冲洗初期杂质较多并且颗粒较大，杂质会聚集在阀笼上无法排出。调节阀解体清理工序复杂，垫片等备件成本高，所以二回路系统在安装过程中缓装气动阀，对管道实施跨接，用附近的隔离阀短暂调节流量，在管道冲洗合格后再恢复安装。

3.1.4.缓装流量孔板与文丘里管

孔板流量计与文丘里管流量计的工作原理相同，都是以流动连续性原理和伯努利方程为基础，通过改变管道内径，节流降压，通过测量静压差换算成流量。由于通流部分减小，杂质积聚在节流位置无法排出，并且杂质容易进入流量计引压管道，在后期投用流量计时杂质可能进入流量变送器，造成流量变送器损坏。二回路系统在安装过程中缓装流量孔板与文丘里管，在管道冲洗合格后再恢复安装。

3.1.5临时措施恢复安装的时机

包括气动调节阀、节流孔板、流量计等设备对于系统运行状态的监视与设备安全有着重要的作用，系统冲洗结束后应及时回装。工作组制定了详细的临时措施恢复安装计划，在最小循环回路或分支管道冲洗完毕后，及时利用凝汽器、除氧器、凝结水泵与主给水泵入口滤网人工清理或系统出现漏点、故障等必须停止冲洗的时间窗口进行设备恢复安装。回装的设备不进加强了系统运行状态的监控，提供了设备保护，同时使冲洗实现远方控制，避免了大量手动操作带来的人力浪费与响应缓慢等弊端。

3.2补水临时措施

3.2.1二回路联合冲洗制约因素

设计上，二回路系统冲洗水源与凝结水泵初始机械密封水源均来自核岛除盐水存储与分配系统（DWS），在系统冲洗期间，DWS系统仍处于安装阶段，并且设计上DWS为二回路连续供水的流量仅有约60t/h，无法满足二回路大流量冲洗需求。

3.2.2补水临时措施应用

为了突破水源的制约，某AP1000核电厂二号机组二回路冲洗在一号机冲洗临时措施的基础上，进行了优化设计。第一、从凝结水精处理系统（CPS）冲洗水泵出口引出一路临时管道，分别为凝汽器热井、除氧器、主给水前置泵密封水、闭式冷却水波动箱、发电机定子冷却水系统提供除盐水，并经过发电机定子冷却水系统管道反向为凝结水泵密封水母管供水。第二、从除盐水处理系统（DTS）泵出口直接引出一路管道为凝汽器进行补水，旁路了DTS通过除盐水存储与分配系统（DWS）向凝汽器冗长的补水路径。

3.2.3优良实践

CPS自用水箱设计容积500m³，由除盐水处理系统（DTS）直接补水。三台冲洗水泵设计流量120t/h，出口压力0.5MPa，可以实现在DWS系统不可用的情况下为闭式冷却水系统、凝结水系统、发电机定子冷却水系统、主给水系统等常规岛用户提供满足冲洗压力与流量的临时水源。冲洗水泵设有最小流量再循环回路，保证在只有凝结水泵机械密封水或前置泵密封水等小容量用户单独运行时的流量与压力要求。

DTS至凝汽器的直接补水管道可以获得最大220t/h的稳定补水，满足二回路大流量排放冲洗的水量要求。

主给水系统水源来自凝结水系统，并且前置泵密封水源来自凝结水泵出口，必须完成凝结水系统冲洗才能进行前置泵单体试验与主给水冲洗。使用CPS冲洗水泵，能够在5个小时内为除氧器补充至启动前置泵的水位，保证主给水前置泵单体调试与主给水系统预冲洗能够与凝结水系统同时进行，互不干扰，大大缩短了冲洗周期。

本次临时措施不引入临时动力源，最大限度的采用设计上原有的设备与管道，能够在保证安全的同时，显著降低预算。

结束语

通过优质的临时措施，先进的管理方法，某AP1000核电厂二号机组二回路冲洗工作从最后一个移交包移交调试开始，现场执行历时54天，相比1号机组工期缩短12天，冲洗水质满足蒸汽发生器水质要求。整个冲洗过程中未发生人员伤亡、重大设备损毁事件，对同类型的电厂二回路调试具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]顾先青,黄柳杰.AP1000核电厂二回路热循环冲洗方案[J].发电技术,2013,34(8):91-94.