核电机组二回路水压试验技术探讨

王远航 陈兴

(中国核电工程有限公司,北京 100000)

核电机组二回路水压试验技术探讨

王远航 陈兴

(中国核电工程有限公司,北京 100000)

本文详细阐述了水压试验方案关键参数的确定过程,指出了方案制定过程中的注意事项,同类型机组二回路水压试验方案制定时可借鉴。

核电 二回路 水压试验 参数确定

核电机组二回路水压试验是核电机组建安阶段大型试验之一，该试验对蒸汽发生器二次侧、给水、主蒸汽管道及其附件进行试压，以检查其强度和密封性。根据《调试阶段水化学技术规定》(以下简称水化学规定)和《RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则》(以下简称RCC-M规范)等规范的规定，该试验涉及到电站重要设备蒸汽发生器，为核安全局重点监督并见证的试验项目，在工程实践当中，制定的方案不仅要满足行业规范的相关规定，还需结合工程实际，以使试验过程、结果满足要求。本文以福清核电1号机组二回路水压试验工程实践为例，对整体水压试验方案的关键参数确定过程做了详细介绍，同时指出了方案制定过程中需注意的事项，为同类M310堆型核电站二回路水压试验提供参考。

1 水压试验参数的确定

1.1 水质标准

根据《电力建设施工及验收技术规范》(以下简称电建规)中要求，仅要求为清洁水；含不锈钢材质时，试验用水中氯离子含量不得超过25ppm。

根据施工规范中要求，液压试验应使用洁净水。当对不锈钢、镍及镍合金管道，或对连有不锈钢、镍及镍合金管道或设备的管道进行试验时，水中氯离子含量不得超过25ppm。由于二回路水压试验中包括含镍合金的蒸汽发生器设备，故至少需满足试验用水氯离子含量不得超过25ppm。

根据RCC-M规范，蒸汽发生器二次侧水压试验用水为A级水+联氨(200ppm)+氨，PH≈10.5。

根据水化学规定中要求：蒸汽发生器二次侧水压试验水质[1]：PH值(25℃)10.0-10.5；氯化物＜0.50ppm；溶解氧＜0.10ppm；氨，按PH值要求；联氨，75-200ppm。

综合考虑以上文件要求，试验用水必须满足上游设计文件要求，而RCC-M规范对水质要求过高，安装阶段无法满足要求，最终选择试验水质按照水化学规定中的规定为标准。

1.2 试验压力的确定

根据电建规，其试验压力应不小于设计压力的1.25倍。

根据RCC-M规范，压力容器：不应低于设计压力的1.5倍；管道：试验压力不应低于运行最大压力的1.5倍。

根据施工规范中要求，试验压力为设计压力的1.5倍，同时还规定当管道的设计温度高于试验温度时，还需乘以设计温度和试验温度下材料的许用应力比值。

根据参与水压试验范围系统设计手册和设备厂家技术文件，试验压力为设计压力的1.5倍。

综合考虑各规范试验压力要求，最终选择试验压力为设计的压力的1.5倍进行试验。

1.3 试验用水的温度

根据电建规要求：水压试验宜在水温与环境温度5℃以上进行，但介质温度不宜超过70℃。否则必须根据具体情况，采取防冻及防止金属冷脆折裂等措施。

根据《DLT5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定》要求：水压试验用水温度[2]，应不低于5℃，也不大于70℃。试验环境温度也不得低于5℃，否则，必须采用防止冻结和冷脆破裂的措施。

根据RCC-M规范要求：试验用水的温度应与材料的力学性能相配。对于铁素体钢制造的部件，水压试验过程中温度不应低于部件最高韧脆转变温度再加上30℃。

根据核动力院设计文件《蒸汽发生器水压试验规程》(以下简称“SG规程”)，水压试验过程中，蒸汽发生器外壁温度不能低于产品不见的组成部分RTNDT+30℃，水压试验时，任何情况下外壁温度都不能超过60℃[3]。

综上，为防止冻结和冷脆破裂，试验水温及环境温度不得低于5℃，遵循RCC-M规范及设计文件要求，取RTNDT为-12℃[4]，考虑到试验水温与外壁温度差，散热等情况。最终确定试验用水的温度为30-60℃。

1.4 压力曲线的制定

根据“施工规范”中规定[5]，液压试验应缓慢升压，待达到试验压力后，稳压10min，再将试验压力降至设计压力，稳压30min，应检查压力表有无压降、管道所有部位有无渗漏。

根据“RCC-M规范”：在温度稳定以后，无特殊要求时，容量大于1m3的部件以低于1MPa/min的速度升压[5]。

根据“SG规程”规定，完成二次侧充水排气，一旦水的温度稳定后，可以开始升压，压力上升的速度最大不应超过0.4Mpa/min，压力下降速率不超过0.4Mpa/min，但偶然的升将梯度允许达到1.0Mpa/min[5]。

综合考虑规范要求及水温的要求，确定方案升/降压速率＜0.3MPa/min。

2 方案制定过程中其他注意事项

(1)静态保压与动态保压的选择。制定方案时，需考虑保压的方式，可参考其他电站实施情况及试压的范围，评估可能的泄漏点及泄漏率。如果可能的泄漏量使得在保压期间压力无法维持在允许范围内，必须进行动态保压。

(2)压力表安装位置的选择。根据规范要求，液体管道的试验压力应与最高点压力为准，当最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。在整个二回路水压试验中，高度差达到30m，以蒸汽发生器顶部最高点压力表读数为准。

3 结语

水压试验水质，温度，压力曲线，验收标准的确定，选择哪一种规范作为参考依据是关键。首先要满足设计院提供的技术文件，它是最直接的，必须首先满足的要求。当设计院技术文件没有明确时而其他规范有要求时，也需满足其他规范的要求，首先是行业规范，其次是国标。

希望通过对本文的介绍，使新核电新从业者对其原理有更深层次的认识，掌握其关键参数计算过程，灵活运用各种规范，制定出合理的试验方案，并为同类型机组开展二回路水压试验提供有益借鉴。

[1]中国核电工程有限公司,调试阶段水化学技术规定[S].

[2]化工部.GB50316－2000工业金属管道设计规范(2008年版)[S].

[3]中国核动力研究设计院.蒸汽发生器水压试验规程[Z],2011-05-06(D版).

[4]核工业第二研究设计院.RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则(2000+2002补遗)[S].

[5]住建部.GB50235-2010工业金属管道工程施工规范[S].