AP1000电气贯穿件安装质量控制管理

原雪松

【摘要】AP1000核电技术是美国西屋公司开发的第三代压水堆核电技术，2007年中国引进该项技术用于国内核电项目建设。与其他类型压水堆核电厂比较，AP1000核电厂同样是采用电气贯穿件实现安全壳内外电气贯通。AP1000电气贯穿件是钢制安全壳压力边界的重要组成部分，其安装质量对安全壳整体气密性起到至关重要的作用。本文详细介绍电气贯穿件安装过程的质量控制重点，综合分析各安装步骤所涉及的多专业交叉质量管理难点。

【关键词】AP1000反应堆；电气贯穿件；安装质量控制

引言

中国核电长远规划目标，到2020年核电装机容量达到4000万千瓦。如此高增长的装机需求，催生了美国第三代核电AP1000技术引进中国。AP1000技术是目前公认的最为安全高效的核电技术，优越的安全性和可靠性使其成为中国未来大批量建造的主力堆型。AP1000反应堆内仪表系统对整个电厂的安全运行起到至关重要的作用，本文具体解析反应堆内仪表具体构成及原理。

1、AP1000电气贯穿件总体介绍

1.1电气贯穿件布局

核电厂安全壳厂房在107英尺和118英尺标高两个标高共计排列29个电气贯穿件，贯穿件贯穿屏蔽墙和安全壳，实现核岛安全壳厂房与外界动力、控制及信号通道贯通。

1.2电气贯穿件分类

电气贯穿件根据电压等级分为三类：即中压动力、低压动力、低压控制及仪控和特殊信号四类。

根据核安全等级分类：分为1E级和非1E级两类。

29个贯穿件全部为抗震Ⅰ类部件。

贯穿件实体见图一

图一

2、电气贯穿件储存及起吊

2.1电气贯穿件的储存

存储环境温度及湿度无特殊要求，存储阶段必须通过压力检测组件监测贯穿件主体腔室内的压力值，保证压力控制在15-18psig，若压力值出现明显下降应及时向腔室内补充氮气，并查明腔室内气体泄漏原因。

2.2电气贯穿件起吊要求

运输阶段注意贯穿件的起吊过程，必须利用贯穿件筒体上的吊耳及吊具进行起吊，保证贯穿件筒体水平.

3、电气贯穿件结构组成

电气贯穿件由贯穿件主体、延长套筒、固定法兰、滑动法兰及电气接线箱组成，贯穿件主体上设置气压检测组件用于检测贯穿件腔室内气压。结构图见图二，气压检测组件见图三

图二

图三

4、电气贯穿件安装

电气贯穿件安装前首先复测钢制安全壳上套筒与屏蔽墙上套筒的同心度，同心度偏差满足设计要求是穿装电气贯穿件的先决条件。

套筒同心度测量合格后，进行固定法兰安装，固定法兰与套筒组对焊接后进行无损探伤。焊接作业必须由具备核级焊工资质的焊工完成，每条焊缝必须进行100%的射线探伤，保证焊缝零缺陷。

钢制安全壳侧套筒与延长套筒进行组对焊接，焊缝要求与固定法兰的焊接要求相同。

两侧的固定法兰及延长套筒安装完毕，进行贯穿件本体的穿装工作。

电气贯穿件本体首先通过设备闸门运输至钢制安全壳内部，然后由环吊起吊后引入钢制安全壳侧固定法兰并贯穿屏蔽墙侧固定法兰。 贯穿件本体在引入屏蔽墙侧固定法兰之前，将活动法兰穿过贯穿件本体，待贯穿件本体固定后进行后续安装工作。

电气贯穿件本体顺利引入后，利用楔形块对本体进行调整，保证本体两侧端面与固定法兰间间隙均匀一致。本体固定后，进行焊接环与延长套筒的组对焊接工作，焊缝要求同固定法兰的焊缝要求。

滑动法兰的另一侧与贯穿件筒体进行组焊，焊缝的技术要求同固定法兰的焊缝要求。电气贯穿件筒体施焊前，必须把筒体内保护气体放空，使贯穿件内外气压一致后方可进行焊接作业。电气贯穿件筒體为碳钢结构，出厂前已进行防腐处理，表面成白色油漆状。当进行延长套筒与筒体焊接时，首先要对贯穿件筒体施焊表面进行打磨处理。焊接作业完毕，无损检测合格后必须进行表面防腐处理。

5、电气贯穿件试验

电气贯穿件试验包括两部分，首先进行贯穿件筒体的密封性试验，试验合格后进行电气试验。

5.1密封性试验

钢制安全壳是一道安全屏障，电缆通过电气贯穿件贯穿钢制安全壳。密封性试验是至关重要的一项试验，目的是检测贯穿件的隔离功能。

试验用氮气供货商必须通过质保审查，审查合格后现场允许使用。氮气通过压力检测组件注入贯穿件筒体，根据压力检测组件的压力表测量值判断筒体腔室内压力值是否达到实验要求值。密封试验过程时间较长，过程中要阶段性对压力值进行检测，观察压力变化。

试验压力值波动范围满足设计要求，说明贯穿件密封性满足设计要求，密封性试验合格可进一步进行电气试验。如发现压力值出现陡降，说明贯穿件出现泄漏，试验不合格。采取应对措施，首先找到泄漏点，根据泄漏点的位置不同，进行紧固，紧固后重新试验。

5.2电气试验

电气试验包括导通试验和绝缘试验。导通试验目的是检测各线芯的导通性，如出现断路则应及时开启不符合项报告，并通知厂家现场更换。绝缘试验是测量线芯对地及线芯间的电气绝缘是否合格，如测量值不满足设计要求必须及时开启不符合项报告通知厂家现场处理。

6、总结

电气贯穿件是核级部件，是核岛的压力边界，是核事故的最后一道屏障，安装质量控制工作至关重要。作业前必须对作业人员资质进行审核，审核合格方可上岗，作业前必须进行培训和作业交底。施工用工机具及计量设备必须经过校验，取得合格证后方可投入使用。每一步施工完毕后，必须严格审核施工记录，根据施工记录现场进行详细核对，保证不出现任何瑕疵。

参考文献：

[1]刘晓 研究堆低压电气贯穿件的密封性能 原子能科学技术 2011年 第 1期

[2]李茂辉 快中子临界装置电气贯穿件 核动力工程 2008年 第5期

[3]罗志远 研究堆低压电气贯穿件导体组件的研制 核动力工程 2007年 第2期

[4]俞高伟 AP1000中压电气贯穿件合格鉴定电气试验要求 发电设备 2013年第2期

[5]林诚格 《非能动安全先进核电厂AP1000》 ISBN 978-7-5022-4227-5