核电站工艺管道安装质量控制研究

核电站工艺管道安装质量控制研究

胡昌翔

中国核工业第五建设有限公司上海201512

摘要：从上个世纪50年代起，核电站的发展已经经历了60余年，目前已经发展到第三代技术。随着世纪能源和环保压力的不断加深，作为高效清洁的新型能源，核电受到世界各国的普遍高度重视。在我国，发展核电是国家的长期重大战略选择。根据我国《能源发展“十二•五”规划》的要求，到2015年底，我国运行核电装机容量将达到4000万千瓦。今后相当长的一段时期内，我国核电产业将处于大规模的投资建设阶段。从工作分工上说，核电站大体上分为核岛和常规岛两个部分。其中，常规岛负责利用核岛产生的蒸汽发电。作为常规岛中的重要组成部分，核电站二级(主蒸汽)管道的建设具有安装工艺复杂、施工难度大、过程控制严格、质量要求高的特点。加大核电站二级管道的安装技术研究力度，对于提高安装水平，保障核电站正常安全运行具有重要意义。文章结合某核电站二级管道安装工程实例，对相关问题进行了详细讨论。

关键词：核电站；工艺管道；安装

工程概况

该蒸汽管道工程起点为核岛三台蒸汽发生器，终止于常规岛内的主蒸汽联箱。施工内容具体包括主蒸汽联箱、核岛至主蒸汽联箱的三路主蒸汽管线、主蒸汽联箱到汽轮机丰汽门四路蒸汽管线、从主蒸汽联箱两端到凝汽器东西两侧旁路管线、西侧旁路到除氧器的三路管线、从除氧器加热管线到蒸汽转换器的管线、从西侧面旁路到东侧旁路的平衡报警管线和小管径管道。其中，主蒸汽管道采用WB36CNI钢管制造，设计温度为316℃，设计压力为8.5兆帕，压力试验需在12.75兆帕下进行。

一、核电建设的概况

核电的建设具有周期长，工程量大的特点，要想确保核电建设的顺利进行，就必须从基础的工程建设开始管理，确保工程建设的稳定。核电建设具有以下几个特点，一是施工的项目比较杂、多，很难把控，二是土建建设的专业技术要求高，三是用电的地方太多，机械化特点，四是施工现场的条件恶劣，质量要求高。核电的建设复杂且困难，最重要的是在确保核电建设顺利进行的前提下，保证核电建设的安全是每一个工程的最首要任务，建立安全的建设模式使我们的方向。

二、安装前的准备工作

（1）在安装施工前，要详细审阅设计图纸、线路布局图等技术文件。根据安装要求准备好施工设备、施工材料，防止因为材料或设备工具的原因影响施工，并做好相关交接工作。（2）与此同时，做好汽机弹簧基础最终释放和调整工作。（3）由建设方和施工方共同完成常规岛与核岛的管道水压试验工作；（4）做好管道预制加工处理，并在安装前完成交接。（5）做好主蒸汽接口的相关处理工作。这些接口包括：核岛、主汽门、凝结器旁路、除氧器、蒸汽转换器、GSS系统等接口。（6）基于核电站的特殊性和对于安装的高度要求，在施工开始前，必须做好施工人员的专项业务培训工作，确保施工人员充分掌握施工工艺流程，明确施工难点和重点。

三、安装方案

主蒸汽管道安装过程由六个部分组成，即蒸汽联箱安装、管道安装、支吊架安装、吊架冷态调整、冷拉口安装和水压试验。

1、蒸汽联箱安装。本道工序是整个安装过程的关键。能否做好联箱的精确定位对于整个主蒸汽系统的安装误差有着直接影响。在开始联箱安装前要做好如下工作：（1）对土建部分预埋板、生根钢结构组装尺寸与焊接方式进行认真细致的检查，确保各项指标符合设计要求；（2）检查联箱支吊架，确保支吊架的材质、规格、尺寸、外形和设计图纸一致。将联箱放置到指定位置后，立即开始安装支架和限位器。施工时要密切关注吊架根部偏装方向及尺寸，确保符合设计要求，支架安装完成后要对联箱位置进行复查，须保证中心坐标、标高等参数准确无误。

2、管道安装。从核岛到蒸汽联箱有三道管路。每道管路在靠近蒸汽联箱、呈垂直状的部分上都有一个冷拉口。由于管线上设有调整段，所以在实际安装时，要根据现场具体情况按照从核岛往主蒸汽联箱的方向顺序或相反方向进行管道安装。但不管按什么顺序安装，冷拉口都应该在所在管道最后完成的焊接口。由于蒸汽联箱到主汽门管线需采用“平衡安装法”进行安装，如因现场条件导致部分安装焊口无法实施“平衡安装法”时，应将该两端连接管段在自由状态下进行现场组合预制，然后将该现场预制管段作为一个整体以“平衡安装法”与相邻管段进行连接。

3、吊支架安装。根据用途不同，吊支架分为刚性、限位(导向)装置、阻尼装置和防甩支架四类。在安装前，要认真检查核对相关零部件的数量、规格、型号、材质，确保与设计图纸一致。其中，刚性支吊架的安装要有垂直方向调节设施配合进行，通过垂直方向调节设施使管道位于设定高度，并保证吊支架和管道接触适当，既要使吊杆在管道平移时随之摆动，又不能出现松脱现象。限位装置是用来对管道进行约束或部分限制的专用设施，以防治管道因为受热膨胀而在某个或某几个方向上发生位移。因为这个原因，限制装置一般承担管道的重量。在进行限位装置安装时，要根据管道受热位移的方向设置限位装置的位置和方向，以保障限位装置发挥应有作用。在安装导向装置时，要特别注意管道与导向部件间预留的缝隙，确保其轴线应与管道的轴线平行，并保证膨胀节或补偿器两侧的管道在一条直线上；管道和对应的支吊架全部安装完成后才能安装阻尼装置。先装设减振支架的管部、连接件和减振器，然后待管道冷却收紧后，依次连接阻尼器的连接件与尾部托架、活塞杆头与管夹，然后在贮液容器内灌入液压油直至达到规定液位。由于防甩支架的保温层要在管道其它部分的保温层完工后才能安装，所以在安装防甩支架时要预留下保温空间。

4、冷拉口安装。在进行冷拉口封闭前要做好如下工作：一是冷拉口所在管线的焊口要全部经过热处理并通过相关检验，二是支吊架已经全部安装完成，且冷拉口附近吊架的吊杆预留的裕量满足调整需求。三是做好弹簧预压缩及固定工作。四是管道坡度和冷紧值都调整到规定范围内。五是保障冷拉装置应与梁、柱等主要结构连接紧密。四是检查手拉滑轮、钢丝绳等工具，确保未超出使用年限。在进行冷拉口封闭时，要慢慢用力，同时注意管道和支吊架是否发生不正常情况。冷拉口完成对口后要对冷拉装置进行固定，然后依次进行冷拉口焊接、热处理、无损验伤等工作，最终拆除临时冷拉袈置。

5、支吊架调整。和之前几个安装工序不同，支吊架调整属于持续性操作。它贯穿于整个管道安装过程，主要目的是调节管道标高和调整荷载分配。在冷紧作业中，要根据实际情况逐个逐步地进行吊架吊杆的调整，务必避免因为管道局部受力过度发生变形。在进行水压试验前，要仔细核对各支吊架的安装状态和载荷分配情况，并将所有吊支架的锁定装置都调到闭锁状态，以保障试验中系统载荷稳定，设备安全。

6、水压试验。管道全部安装完成后，为保障管道正常投入使用后的安全性，根据相关规定，要采用注水加压的方法对系统严密性和管道强度进行检验。水压试验完成后，采用通入干燥空气的方法清除系统内的水分。然后关闭系统边界阀门，封闭系统。

结束语

常规岛二级管道的安装质量对于核电站的安全正常运转至关重要。建设单位和施工企业要高度重视二级管道的安装工作，坚持安全第一的原则，在安装过程中密切配合，步调一致，严格执行相关制度规范，切实落实各项保障措施，在此基础上不断深入研究，努力提高施工水平，保障施工质量。只有这样，才能最大程度地保证核电站运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1]黎兵,梁业隆.岭澳核电站常规岛管道安装技术探讨[J].东北电力技术，2004，8：45-48.

[2]殷庆祥.浅谈核电站管道支吊架的优化设计和施工工序的改进方法[J].科技与企业，2012，2:119-120.