辅助厂房CVS系统设备布置设计改进

王芳

（上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233）

在压水堆核电厂的设计中，化学和容积控制系统（CVS，简称化容系统）是重要的辅助系统之一，其系统功能的有效实现对核电厂的正常运行有着至关重要的作用。工艺布置设计的主要目的是保证系统功能的有效实现，合理的布置是系统设备、阀门、管道等部件具有可安装性、可运行性、可维护性、可操作性的重要保证。合理的运输路线和吊、拆装空间也是布置设计需要考虑的重要方面。本文着重探讨国产化AP系列核电厂设计中CVS系统在辅助厂房的主要设备的布置、安装、检修及运输路线等方面的内容。

1 辅助厂房CVS系统设备布置

AP系列核电厂设计中，CVS系统布置于辅助厂房的设备包括补水泵、小流量热交换器、补水过滤器、化学物添加箱和补水泵入口缓冲罐。

图1 12255和12258房间工艺设备布置图

图2 12271房间工艺设备布置图

两台补水泵布置于辅助厂房12255房间，即CVS补水泵房（见图1），以保证补水泵入口管嘴的标高低于硼酸贮存箱的标高，同时也低于乏燃料池液位高度，这样可以有效地避免汽穴的产生。为了降低有害化学制品对厂房的污染程度，化学物添加箱靠近CVS补水泵布置，并且预留足够的操作空间。补水过滤器与其外部的屏蔽箱构成KU20模块，其整体悬挂于辅助厂房12258房间底板上。

补水泵入口缓冲罐布置于12271房间，即WLS泵房（见图2），以减少它与WLS流出液暂存箱泵之间管道内流体容积。当WLS泵的隔膜发生破裂时，可以缩短气体在缓冲罐内积聚的时间，增强对补水泵的保护。

2 辅助厂房CVS系统设备布置设计改进

AP1000设计中，CVS系统在辅助厂房的布置基本能保证其系统功能的实现，但是仍然存在一些设计缺陷，尤其是在设备检修、维护以及运输路线等方面尚存在一定的问题。国产化AP系列核电厂设计中，针对AP1000设计中的不足之处，采取了一系列改进措施，以完善布置设计。

2.1 设备维修及运输路线改进

CVS设备的布置必须具有适当的可接近性，以便进行在役检查和预期的维护活动。对于拼装和旋转机械设备，设备检修不考虑整体更换，仅考虑更换其易损部件，如滤芯、泵叶轮、电动机等。下面主要探讨CVS系统在辅助厂房中主要设备的检修及运输路线。

（1）补水泵。补水泵的布置考虑在其轴线方向上预留足够的空间供转子组件的拆装使用（见图1）。同时，每台补水泵电机西侧均预留一定的空间，供电机的维修操作。

由于CVS补水泵的外形尺寸较大，在厂房施工完成后，不能通过设备运输通道将其整体运送至补水泵房。因此，在上层楼板施工之前，应该将该设备吊装就位。CVS提供两台100%容量的补水泵，任一台泵都可随时停运进行维护，而不影响电厂的运行。补水泵的检修需考虑叶轮和电机可能出厂进行更换。AP1000设计中没有考虑补水泵电机损坏，需要出厂维修或更换时的运输问题。国产化AP系列核电厂设计中，根据补水泵检修部件的信息，综合考虑其运输路线（见图3）：12255房间→12251房间→12351房间→40357房间→厂区。

补水泵房布置紧凑，补水泵B底座与屏蔽厂房外墙净空间仅为1016mm，补水泵B周围实际检修空间也有限。因此，补水泵检修过程中若需要对电机进行出厂维修或更换，则需考虑将电机先拆卸成尺寸相对较小的零部件，然后进行运输。

图3 CVS补水泵检修部件运输路线图

（2）补水过滤器。补水过滤器的布置考虑在其上方预留足够的空间供更换滤芯时的操作使用。

过滤器滤芯的更换与运输是通过屏蔽运输容器便携式操作工具来完成的。主要包括屏蔽小车MH60以及废过滤器芯屏蔽筒MR40。国产化AP系列核电厂设计中，根据屏蔽小车的信息，综合考虑其运输路线（见图4）：12258房间→12255房间→12251房间→12351房间→12361房间→12371房间→12374房间（即废物处理容器区）。

补水泵检修部件和补水过滤器滤芯运输过程中，需经过12255房间南门和12351房间吊装孔。AP1000设计布置紧凑，12255房间南门尺寸和12351房间吊装孔尺寸较小，无法满足设备运输空间要求。国产化AP系列核电厂设计中，针对上述问题，逐一排查运输通道中的各个门洞、吊装孔的净空间尺寸，通过综合调整运输通道周围物项的布置，释放一定的空间裕量，最大程度地解决和改善运输空间问题。

2.2 设备安装方式改进

图4 补水过滤器滤芯运输路线图

AP1000设计中，补水泵和小流量热交换器均采用II类预埋锚栓安装。在现场实际施工中，预埋锚栓需要在楼板浇筑前先进行定位，在混凝土浇筑后预埋锚栓定位容易产生偏差。II类预埋锚栓完成施工后，其调整裕量非常有限，难以匹配现场设备施工的安装偏差，导致设备无法安装，只能通过调整设备底座上的螺栓开孔定位匹配预埋锚栓进行安装。

国产化AP系列核电厂设计中，为便于设备的安装施工，对补水泵和小流量热交换器的安装方式进行了改进。综合考虑楼板厚度，设备底座高度及设备载荷，选用便于采购和施工的地脚螺栓进行安装，为现场施工提供极大的便利。

3 结语

国产化AP系列核电厂设计中，针对AP1000设计中辅助厂房CVS系统主要设备的安装、检修以及检修部件运输路线中存在的问题，提出了一系列的解决方案，提高了相关设备的可安装性和可操作性，以保证更好地实现系统功能。同时为现场施工带来极大的便利，提高了核电厂的可维护性和可检查性，对整个核电站的安全运行具有一定的意义。

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