CPR1000与AP1000机组冷态功能试验比较分析

林茂盛　徐岩　孙永斌　吕风臣　李楠

摘 要 介绍了CPR1000和AP1000机组的冷态功能试验，分析二者的试验的差异，提出了AP1000核电机组进行冷态功能试验时关于反应堆冷却剂泵、试验温度和压力等的注意事项。

【关键词】AP1000 CPR1000 冷态功能试验

1 CPR1000及AP1000机组冷态功能试验简介

CPR1000 冷态功能试验的目的是在水实体的工况下，以设计压力的1.33倍，对反应堆冷却剂系统和有关辅助系统的高压部分进行强度性水压试验，以检查主系统的设备、管道的密封和焊接质量，验证其承压运行时的密封性和安全性。

根据ASME第三章锅炉和压力容器规范，按需要在AP1000机组RCS（反应堆冷却剂系统）及其相关系统的高压部分的压力边界内执行试验压力不小于1.25倍的最小设计压力的初始冷态水压试验，对反应堆冷却剂系统和有关辅助系统的高压部分进行强度性水压试验，以检查主系统的设备、管道的密封和焊接质量，验证其承压运行时的密封性和安全性。

2 AP1000和CPR1000核电机组冷态功能试验比较分析

2.1 试验压力和温度要求

CPR1000试验压力为22.8 MP，升压速率小于0.4 MPa /min，温度范围为35℃-65℃，升温速率小于28℃/h。AP1000试验压力为21.42 MPa，最大压力为22.70 MPa。升压速率小于0.689 MPa /min，堆芯补水箱的最小加压温度是23.9℃，最小水压试验温度是18.5℃。

2.2 水压试验压力边界

CPR1000和AP1000核电机组的试验边界均为一回路压力边界及其辅助系统管线。二者的系统设计的差别导致相应的压力边界也有所不同。

2.3 临时措施

2.3.1 温度测量

AP1000共有25（1-25）个精度为+1.67℃ （+ 3℉）量程为-1.1-93.3℃ （30-200℉）的热电偶，分别布局在：1-3以120°的间隔安装压力容器法兰；4-7以大约90°的间隔安装在环压力容器下封头过渡段；8-10以120°的间隔安装在环稳压器下封头过渡段；11-16分两组以120°安装在蒸汽发生器1、2外壳周围稍微低于管板高度；17-21安装在5个选定的控制棒驱动机构（CRDM）软管上；22，23以180°安装在堆芯补水箱 A底部容器封头过渡处周围；24，25以大约180°安装在堆芯补水箱 B底部容器封头过渡处周围。

2.3.2 压力测量仪表

CPR1000压力监测仪表：安装在RCP 011MN的冷凝罐的排气管线上的两个标准压力表（刻度0～40MPa，精度0.2）；量程0～25MPa，安装在RCP 014MP位置的压力变送器EHP001MP；量程15～-25MPa，安装在RCP011MN的正压腔接管上压力变送器EHP002MP；量程11～18MPa的在线压力表RCP005MP；静载压力试验仪表（DPT）RCP017LP和RCP016MP：RCP017LP量程为0.1～20MPa，RCP016MP为-0.05～+0.05 MPa（测量值与DPT加载的标准压力值比较后输出信号）；系统在线压力表RCP037/039MP：量程0～20MPa。

AP1000压力监测仪表： 量程为0-27.6 MPa（0-4000 PSIG）、0-10V输出模拟量/数字量接口和精度为0.1%的3个临时压力变送器；3个量程0-27.6 MPa （0-4000 PSIG）精确度0.1%的数字压力表或量程0-34.5 MPa （0-5000 PSIG） 精确度 0.1%的机械压力表；量程0 - 27.6 MPa （0 - 4000 PSIG），精度0.1%的便携式压力校核仪表。“标准”压力变送器安装在RCS-PL-V005A稳压器释放阀管道法兰的入口位置；“备用”压力变送器安装在APP-RCS-PL-V205稳压器手动排气阀下游M02位置（56.464 m））；“参考”压力变送器安装在RCS系统低点（26.492m）的APP-PXS-PL-V033A安注箱A出口排放阀。

2.3.3 超压保护装置

CPR1000超压保护装置的功能是在水压试验期间监测RCP系统压力，对RCP系统进行超压保护。 AP1000核电机组在RCS-V005B处安装一个设定值为22.513 MPa的临时安全阀。

2.4 试验升压过程

在CPR1000核电机组，主系统压力从0-16.5MPa，采用RCV系统将系统升压；16.5 MPa以后启动水压试验泵，将系统升压到最后阶段。 AP1000机组在主泵对一回路加热完毕后，便用临时水压试验泵执行升压操作，避免了升压方式的转化过程，降低了压力波动的风险。

3 AP1000核电机组冷态功能试验注意事项

通过前面对AP1000与CPR1000的冷态功能试验的分析，择要从主泵相关操作、试验的温度和压力两方面提出AP1000核电机组冷态功能试验的注意事项：

3.1 主泵相关操作

在抽真空过程中，确保RCS压力保持任何时候大于定子腔压力；泵的首次启动将可能导致系统的压力骤降，在反应堆冷却剂泵启动后可在流量允许的情况下，加大CVS的上充流量，若压力仍低于NPSH则需要立即停运主泵；为保证水膜厚度，主泵绝不允许在300rpm的转数下正向或者反向连续旋转；为了防止主泵电机超功率，需要保证任何一个主泵的转数至少不超过88%的额定转数甚至更低的转数；需要设计方核实试验期间是否需要安装堆芯过滤器，以保证主泵在热试期间的额定转数情况下正常运行，保证主泵电机不超功率（冷试和热试期间一体化堆芯顶盖不打开）。

3.2 试验的温度和压力

在试验期间需要主泵在试验阶段对反应堆冷却剂进行加热并在压力平台下进行整个系统的热耗估算试验，以保证满足试验要求；实验过程中PXS系统的堆芯补水箱也在试验边界内，为保证试验温度满足要求，可采取加大CVS系统的上充流量，将堆芯补水箱的疏水阀打开，用高温的冷却剂替换原来的去离子水，达到试验要求；在试验过程中，确保系统的压力变化小于0.689MPa/min。

参考文献

[1]岭澳核电工程实践与创新.调试启动卷（I）（II）[M].北京：原子能出版社，2003.

作者单位

1.辽宁省电力有限公司电力科学研究院 辽宁省沈阳市 130004

2.辽宁东科电力有限公司 辽宁省沈阳市 130004