核电站稳压器安全阀隔间综合布置设计研究

彭国胜

摘 要：稳压器安全阀组是实现压水堆核电站一回路压力保护功能的关键设备，装置在稳压器顶部隔间，该隔间具有空间小、物项多、活动多的特点，因此，有必要对稳压器安全阀隔间的物项及其在各阶段的活动进行梳理，以便对此空间进行统筹规划，进行合理的综合布置设计，保障稳压器的一回路压力保护功能实现。

关键词：核电站；稳压器；安全阀隔间；综合布置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.181

0 引言

稳压器是对压水堆核电站一回路压力进行控制和超压保护的重要设备，主要功能包括压力控制、压力保护、作为一回路冷却剂的缓冲箱来补偿冷却剂系统水容积的变化、在启堆时使冷却剂系统升压和停堆时使冷却剂系统降压。压力保护功能依靠安装在稳压器顶部安全阀隔间内几组不同开关阈值的安全阀组来实现，该阀组是用来保证反应堆冷却剂系统及其相连管道和设备安全的关键设备[1]。

本文旨在统筹考虑稳压器安全阀隔间内各影响因素，提出稳压器安全阀隔间综合布置设计方法，保障稳压器一回路压力保护功能的实现。

1 CPR1000项目稳压器安全阀隔间综合布置

CPR1000稳压器安全阀隔间内，主要布置物项为：3组安全阀组及其接管、稳压器顶部喷淋接管、排气及取样接管和上封头侧部人孔。

3组安全阀组通过U形管与稳压器连接，形成阀前水封，阀后汇集到排放集管，排放集管支承生根在稳压器本体上部专设支耳上。稳压器喷淋管道布置在设备顶部，排气及取样接管通过上部钢平台后接至隔壁隔间。

稳压器正上方楼板为混凝土盖板结构，且侧墙设有开孔，在需要时打开顶部盖板，通过环吊或临时吊具实现隔间内物项的引入和引出。稳压器安全阀隔间还布置有有相应的仪表管线、电缆桥架和风管，以及为各物项活动设置的钢平台和人员通道。

2 EPR项目稳压器安全阀隔间综合布置

EPR稳压器安全阀隔间引入引出的物项与CPR1000类似，主要为稳压器本体、安全阀组及其他阀门、稳压器人孔盖等。为保障各物项的顺利运输吊装，在隔间顶部设置活动盖板。

EPR稳压器安全阀隔间设置一个门，通向外部环形空间（二次屏蔽墙与内壳之间区域）平台，保证人员通行。

3 稳压器安全阀隔间综合布置分析

相对于二代核电CPR1000堆型，三代核电站EPR稳压器上部设计：喷淋管嘴未设置在上封头、增加了一个专设严重事故卸压管嘴，并再分为两列严重事故卸压阀组、增加了一条抽真空管线。EPR增设的严重事故卸压阀用于防止高压熔堆，安全阀仅用于一回路的热态和冷态的超压保护，提高了系统的安全性。

EPR稳压器安全阀隔间布置物项较多，综合布置难度更大。因此，本文主要基于EPR来分析稳压器安全阀隔间的综合布置，包括稳压器的平面定位、方位定位、其他物项布置及相关活动空间规划。

（1）稳压器平面定位。方案设计阶段，稳压器隔间边界已确定，需确定稳压器中心相对稳压器隔间的平面定位，该定位要遵循布置设计原则，保证管道、阀门、支撑的安装和检修空间，以及人员的通行空间。经分析，稳压器平面定位布置设计主要约束条件为：

1）根据管道布置设计原则，保证稳压器卸压排放盘管轴线与墙壁之间的距离。

2）EPR稳压器顶部设置两层平台，上部为混凝土平台，用于安全阀和严重事故卸压阀等物项的操作活动；下层为钢平台，用于该区域管嘴、管道及保温层等物项的操作活动。混凝土和钢平台的通行宽度和高度应满足人员通行要求。

3）隔间内阀门的要有足够的操作空间。

4）平台边界的确定，应保证人员、物项的通道尺寸和保温层拆装空间。

5）特殊管道的布置需求，主要考虑管道的水力性能。EPR稳压器通过倒U形严重事故卸压排放管连接两列严重事故卸压阀，根据其水力性能计算，该倒U形管一般采用大弯曲半径连接，该管段所占长度较大，是影响平面定位、方位定位的一个重要因素。

根据上述主要影响因素，通过在隔间范围内放样可基本确定稳压器中心在稳压器隔间内的平面定位。

（2）稳压器方位定位。本文稳压器方位定位指稳压器顶部关键接口的方位定位，主要为人孔和严重事故卸压排放管嘴，涉及后续稳压器本体的结构设计。

CPR1000稳压器位于上封头斜上方，需考虑其方位所对方位是否有足够空间进行相关操作活动。EPR稳压器人孔位于上封头顶部正中，不需考虑其方位，但需保证其上部的操作空间。

EPR稳压器上部的严重事故卸压排放接管长度较长，为保证有足够的布置空间，也需确定其在隔间合适的方位。

（3）相关活动空间。在安装、在役检查、運维等阶段，稳压器安全阀隔间内均有相关活动，经分析，主要活动为：

1）安装活动：稳压器、安全阀、严重事故卸压阀等引入安装。

2）在役检查：上封头与筒体连接焊缝的内部RT检查、人孔与上封头连接焊缝的外部UT检查；人孔螺孔之间韧带区的外部UT检查；排气接管连接焊缝的外部RT检查、卸压排放管连接焊缝的外部RT检查、喷淋接管连接焊缝的外部RT检查、各接管与安全端异种金属焊缝的外部PT和RT检查、从稳压器人孔进入的内部TV检查[2]。

3）运维活动：稳压器、安全阀、严重事故卸压阀及稳压器人孔盖等大件维修活动，以及各物项的引出、引入更换活动。

稳压器安全阀隔间综合布置设计需根据各活动的对象、工具和人员具体需求考虑这些活动的物项通道、人员通道和操作空间，合理规划操作平台的标高和范围，实现物项和人员的可达性、便利性，进一步实现人员尽量低的辐照。

（4）其他物项布置原则。方案设计阶段，稳压器安全阀隔间内的其他工艺管道、通风、电气、仪控等物项布置需统筹考虑整个厂房的规划，并按照相关规范进行规划。

4 结论

基于CPR1000和EPR稳压器安全阀隔间对比及对EPR稳压器安全阀隔间的综合布置设计的深度分析，梳理了隔间内布置物项、主要活动及活动空间需求，提出了稳压器安全阀隔间综合布置设计方法。

参考文献：

[1]苏林森.900MW压水堆核电站系统与设备[M].北京：原子能出版社，2007.

[2]国家核安全局.HAD 103/07核电厂在役检查[M].北京：中国法制出版社，1988.