三门核电＃1机组蒸汽发生器堵板技术特点

卢净，赵文炳

（三门核电有限公司，浙江三门 317112）

三门核电＃1机组蒸汽发生器堵板技术特点

卢净，赵文炳

（三门核电有限公司，浙江三门 317112）

介绍了三门核电有限公司蒸汽发生器堵板密封原理、基本结构及主要组成部件，描述了三门核电有限公司＃1蒸汽发生器堵板的现场安装情况，总结了堵板安装过程中的注意事项。将三门核电有限公司的堵板与其他核电站的堵板进行了对比，总结了三门核电有限公司堵板的优点与不足，并提出了改进建议。

核电；蒸汽发生器；堵板；安装

0 引言

蒸汽发生器是核电站核心设备之一，其功能是将一回路冷却剂的热量传递给二回路给水，使其被加热成蒸汽，推动汽轮机做功发电。由于蒸汽发生器通过主管道与反应堆压力容器直接相连，所以蒸汽发生器一次侧异物能够轻易地通过主管道进入压力容器，会对堆芯燃料产生一定的破坏。三门核电有限公司（以下简称三门核电）＃1机组蒸汽发生器堵板不但能够有效地防止异物进入主管道，而且在蒸汽发生器维护与检修期间（如在大修期间对蒸汽发生器水室检查和传热管涡流探伤等作业）能够确保反应堆一回路主管道最高水位堵板不渗漏；同时，按照核电站辐射剂量合理可行尽量低（ALARA）原则，对三门核电堵板进行了较大改进，能够进一步减少人员进入蒸汽发生器安装堵板的时间。

1 蒸汽发生器堵板密封原理、结构与主要部件

1.1 堵板密封原理

三门核电堵板与管道采用无间隙式密封，使蒸汽发生器与一回路隔离。堵板密封分为干密封、环密封和湿密封3段。靠近压力容器侧的为湿密封，靠近蒸汽发生器传热管侧的为干密封，两种密封中间有充气环密封。环密封能够有效地将干、湿密封隔离，非正常工况下，当干密封或湿密封任意一层出现破损时，环密封能够阻止内部主管道湿环境与干密封膜接触（或阻止蒸汽发生器侧的空气直接与湿密封接触），有效地阻止破损对干、湿密封的影响，保证堵板的密封效果。在非正常工况下，当干、湿密封的气体压力都减小时，机械密封或压力密封可以限制一回路液体泄漏。堵板密封原理如图1所示。

图1 堵板密封原理

1.2 堵板系统结构与主要部件

三门核电的堵板系统主要包括计算机、支持控制平台、堵板软管组件、1块蒸汽发生器热端堵板、2块蒸汽发生器冷端堵板、气压调节器、快速连接接口等部件。支持控制平台是整个系统的核心部件，其将空气或氮气分配给冷、热端堵板。计算机直接与支持控制平台相连，实时监测和显示压力及流量状况。如果压力和流量超过了预设范围，控制系统发出报警，电脑界面将显示干、湿密封或环密封受到影响，并在对话框界面显示纠正措施。

堵板由2块板组成，并在堵板上安装了橡胶密封膜（包括湿密封、环密封和干密封的密封膜），能够有效地对一回路管道进行密封，保证人员有充足的时间进入蒸汽发生器一次侧进行检查与维护。三门核电堵板与国内二代改进型核电站的堵板系统显著的不同之处为：堵板与一回路管道通过啮合+锁紧板的方式密封，无需通过螺栓等其他方式来进行固定，极大地减少了安装时间并降低了产生松散异物的风险。

2 三门核电＃1机组蒸汽发生器堵板安装

堵板安装操作主要有如下几大步骤：进行控制平台的调试和密封膜的安装，进入蒸汽发生器内部安装堵板，系统升压、检测及降压，进入蒸汽发生器内部拆卸堵板，最后进行密封膜的拆除。

控制平台调试、密封膜安装、系统升压和检测、系统降压、密封膜拆卸的操作与二代改进型核电站类似，主要区别在于堵板的安装与拆卸。由于三门核电的堵板与一回路管道采用了啮合+锁紧板的方式，因此其安装方法相对二代改进型核电站更简单、方便。

2.1 堵板安装准备

堵板安装人员接到任务后，首先要制订堵板安装与拆卸方案。＃1机组蒸汽发生器堵板安装是配合三门核电蒸汽发生器役前检查进行的，由于安装现场仍处于设备安装阶段，缺少支持堵板安装所需的气源等外部条件，结合现场实际情况，准备了移动式空气压缩机、电源盘、照明装置等。运行期间，气源选择厂用压缩空气。

蒸汽发生器作为核电站核心设备之一，不允许有任何意外损伤，因此，所有参与安装的人员必须参加堵板理论与模拟实操培训。在安装活动开展之前至少需要参加一个星期的培训，堵板人员熟练掌握设备结构与操作步骤并通过考核后才能参与堵板安装工作。堵板安装人员可以根据现场情况，自主选择适合场地进行堵板系统的检查与校准。

2.2 堵板安装实施

（1）2名工作组成员甲、乙连接控制平台与气源管线，打开空气压缩机，使真空管线通0.63MPa的压缩空气。

（2）堵板安装协助人员丙将锁紧板置于关闭位置，并对折堵板。堵板锁紧板必须在堵板对折之前置于关闭位置，否则堵板无法安装到位。

（3）安装人员丁进入蒸汽发生器。

（4）丙将堵板传递到蒸汽发生器内部的丁。（5）丁进行堵板安装，旋转堵板并打开锁紧板。（6）丁退出蒸汽发生器，控制平台操作人员进行升压程序，堵板安装完成。

三门核电堵板安装流程如图2所示。

图2 三门核电堵板安装流程

2.3 堵板安装注意事项

安装人员进入蒸汽发生器内部安装堵板前，必须先抽真空，使密封膜的唇边内缩，这样才能将堵板放入蒸汽发生器冷热端管道正确位置，否则堵板不能下降到合适位置，无法与管道啮合。密封膜抽真空采用的是射流泵原理，因此需要外界提供的空气压力≥0.63MPa才能保证密封膜唇边内缩到设计要求的位置；同时，安装人员进入蒸汽发生器前，必须确保锁紧板处于打开状态，否则锁紧板将与管口卡塞，无法旋转。

3 堵板安装对比

堵板安装情况对比结果见表1，通过表1可以看出，三门核电的堵板减少了进入蒸汽发生器的安装人员数量和安装时间，减少了集体受辐射时间，符合核电行业ALARA原则。堵板与主管道采用螺栓紧固方式有产生松散异物的可能，并且人员在蒸汽发生器内部时间较长；同时，螺栓有卡死的风险，对检修工作影响较大，甚至会产生更多的辐射剂量。而三门核电堵板采用啮合+锁紧板的连接方式，可以减少安装时间，也不会产生松散异物，降低异物掉落风险。

表1 堵板安装情况对比

但是，三门核电使用的堵板具有一定的局限性，由于堵板与管道是啮合连接，因而蒸汽发生器需要有相应的卡槽与凸台才能够与此堵板完好地配合。所以，如果蒸汽发生器冷热端管道没有卡槽与凸台的工艺设计，就不能采用此类型的堵板。

4 结论与改进建议

三门核电堵板在先期核电站堵板设计基础之上进行了较大改进，堵板能够承受80 kPa的水压，保证换料大修期间换料水池最高水位情况下堵板不渗漏，可在高水位期间进行蒸汽发生器传热管的检查，进而减少主管道低低水位和半管运行的时间。堵板还具有可靠性高、无松散异物、安装方便且时间短的特点，有效减少了蒸汽发生器检修时间和集体辐射剂量。

三门核电堵板还存在一定的不足，如堵板质量大、密封膜与堵板软管的连接方法不佳等。由于堵板质量较大，安装人员必须力量足够大才能进行安装；同时，蒸汽发生器一次侧内部空间较小，主管道孔径大，堵板搬运过程中有掉落风险。建议在保证强度的情况下，采用较轻的金属材料代替现在的材料，安装人员能够轻易地搬运和安装堵板，节约堵板安装时间；同时，密封膜与软管通过卡环连接，需要用老虎钳夹紧卡环，这种连接方法需要每次更换卡环并对软管有一定的损伤，建议采用快速接头，方便安装并能反复使用。

［1］顾军.AP1000核电厂系统与设备［M］.北京：原子能出版社，2010.

［2］田传久.核电厂新员工入厂培训系列教材：核电厂通用机械设备概述［M］.北京：原子能出版社，2011.

（本文责编：刘芳）

TM 623

：B

：1674-1951（2015）05-0012-02

卢净（1988—），男，重庆忠县人，助理工程师，从事机械检修方面的工作（E-mail：347586209＠qq.com）。

2014-10-13；

2015-03-12

赵文炳（1985—），男，浙江绍兴人，工程师，从事机械检修方面的工作（E-mail：389071972＠qq.com）。