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不停车带压密封技术在核电的应用

2014-04-29罗意陈红卫王苗苗潘铎

中国机械 2014年13期
关键词:密封剂夹具核电

罗意 陈红卫 王苗苗 潘铎

摘要:核电电厂运行系统突发介质泄漏紧急情况时,常规的检修方法是进行设备隔离甚至系统停车,然后进行检修。而采用不停车带压堵漏技术,可以在不影响电厂正常生产的前提下,对泄漏设备进行封堵迅速消除设备的跑、冒、滴、漏等缺陷,避免了常规检修方法可能导致的机组降负荷、停机而带来的巨大经济损失。本文对不停车带压蜜蜂技术进行介绍,并对此技术在我国内某核电应用情况进行简单介绍。

1.前言

不停车带压密封技术是指在不影响生产,不改变原系统介质状况(压力、温度、流量),不破坏原密封结构情况下对泄漏进行的封堵的一项技术。不停车带压密封技术是70年代逐步发展完善起来的一项设备维修先进技术,是以动态建立密封结构理论为基本依据,是一门基础技术和共性技术。现代工业,特别是石化工业、冶金、电力等工业的发展,对密封要求越来越高,压力容器、管道能否正常运行,很大程度上看密封的可靠性及怎样消除泄漏点。

2.带压密封技术的重要性

日本福岛强震、海啸引发严重核事故后,引发大众对核电厂运行安全的高度关注。核电生产装置辐射控制要求很高,工艺过程非常复杂,因介质腐蚀冲刷,压力温度的变化及设备制造、安装缺陷等因素的影响,生产装置又要长周期运转,所以不可避免地出现管道、阀门、法兰等密封点的泄漏,这时就要求及时有效、安全地消除泄漏点以保证系统的正常运转,避免因严重泄漏而造成降产、停产、引起核辐射泄漏灯造成重大经济损失和生态灾难。

3.密封原理

不停车带压密封技术的原理是:生产装置中的设备、管道、阀门等各种部位,因某种原因造成泄漏时,泄漏介质处于带温、带压和向外喷射流动状态。采用专用夹具将泄漏点可以利用泄漏部位原来的密闭空腔,或者在泄漏部位上通过夹具建立一个新的封闭空腔,用大于介质系统压力的推力,将具有塑性,固化性,能耐泄漏介质和温度的密封剂注入并充满封闭空间,堵塞泄漏通道,密封剂在一定的条件下完成固化,泄漏被阻止,建立一个新的可靠的密封结构。

根据不停车带压密封技术的原理可以看出不停车带压密封的技术构成有如下四部分:

(1)密封剂:

(2)夹具:

(3)专用工具:

(4)合理的操作技术

4.核电的应用案例

不停车带压堵漏技术能否成功实施堵漏,很大程度上取决于实施者根据泄漏情况设计的封堵方案。特别是在核电厂内实施带压堵漏工作时,要求更严格、更细致。堵漏实施过程中还需要考虑密封剂对系统的影响,堵漏要求能够满足机组连续运行一个周期(通常为12个月或者18个月)。因此,核电中带压堵漏具有及其重要的作用。下面以国内某核电厂的两个成功的案例来介绍带压堵漏技术在核电的应用情况。

4.1案例一

2013年盛夏,国内某核电机组出现MSR二级再热器至高加扫气隔离阀泄漏。泄漏量较大,已经验证影响到机组的安全稳定运行。按常规的方法停车补焊或者更换整阀,需要2 3天的停机时间,然而此时正值夏季用电高峰期,如果停机对电厂将造成巨大的经济损失而且会造成电力短缺情况;最终带压堵漏技术人员,经过技术人员仔细的研讨、测量、计算最终成功的进行了带压密封,避免的停机检修,保证了机组的安全稳定运行,带来了巨大的经济效益;下面分析说明此成功案例中怎样设计带压密封方案、如何思考设计带压密封夹具。

蒸汽泄漏点在阀门出口有一长约5mm的裂缝漏汽,系统介质为水蒸汽,温度达到280℃,压力高达6.2MPa。根据泄漏点的位置,不能如果采取常规的隔离式夹具,由于该阀门是一个Y型调节阀,阀门手柄上部位置较大,如果完全用隔离式的夹具,夹具太重。同时,由于设备在线承压,不能在设备本体上实施焊接。因此,仅仅用常规的隔离式夹具设计无法满足现场要求,必须进行了改进。

此阀门开启3圈即可满足正常运行要求,不需要调节阀门的开度。从阀门的结构形式分析,只需将阀门填料压盖以上部位切除后即可将夹具设计体积减小近1/3。因此,必须考虑在保证阀门开度的情况下尽可能小的设计夹具。因此,最终决定将阀杆与填料压盖焊接在一起以固定阀门开度。在将填料压盖与轭架直接焊接起来,保证填料压盖螺栓不会因受力过大而发生二次泄漏。根据现场实际尺寸测量和夹具厚度等验算。

从此案例中,可以看出带压密封技术要成功的进行,需要根据带压密封技术原理结合泄漏点的具体情况灵活的设计出合理的带压密封夹具。

4.2案例二

2010年7月高加排气管下游三通漏蒸汽,泄漏部位在管道三通支管出口方向,靠近焊缝处,蒸汽喷出约1米。泄漏管道内介质为蒸汽,温度:240℃,压力:4.0MPa。泄漏位置离地约3米。

根据带压密封技术的四个要素,密封剂和专用工具已经通过采购解决,合理的操作技术也已经有一支取得带压操作证的技术队伍和多年工作经验的技术人员。同时,该系统对Na+的要求很高,要求堵漏密封剂要尽可能少的接触到系统介质。因此,能否成功实施堵漏困难是如何设计夹具。

此次夹具设计中根据泄漏点的位置,如果采取常规的隔离式夹具,由于三通直径达到323mm,夹具在加工制作过程中会出现变形等情况,无法保证密封腔室的建立。因此,在常规的隔离式夹具设计的基础上,进行了优化改进。在夹具注胶的内外层增加一道填料密封作为辅助密封层,以达到降低系统压力和防止由于夹具变形注胶过程中胶从夹具缝隙进入夹具内部而无法形成密封腔室。

从此案例中,可以看出带压密封技术要成功的进行,需要根据带压密封技术原理结合泄漏点的具体情况灵活的设计带压密封夹具。

案例二是不停车带压密封技术的发展和创新,所依据的基本原理还是在泄漏点形成二次密封达到消除泄漏点的目的。

5.结束语

不停车带压密封技术是一项先进的现代维修技术,核电每年应用不停车带压密封技术来处理泄漏点的次数越来越多。不停车带压密封技术在核电中的应用对机组连续运行的提供了技术保障,对核电的经济效益有巨大的经济贡献。相信在一代又一代的核电人中,不停车带压密封技术将会得到越来越多的应用。

参考文献

[1]GB/T26467 2011承压设备带压密封技术规范

[2]GB/T26468 2011承压设备带压密封夹具设计规范

[3]GB/T26556 2011承压设备带压密封剂技术条件

[4]王扬异.带压堵漏.天津科学技术出版社

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