AP1000化学与容积控制系统冲洗经验反馈

刘天泽 纳红卫 段黎明

摘 要：化学与容积控制系统（CVS）是AP1000堆型的重要系统，控制反应堆冷却剂系统（RCS）水质、硼浓度和水装量。CVS系统冲洗是系統建安向调试移交前期的重要的调试活动，是设备单体试验和系统预运行试验先决条件。本文结合海阳核电二号机CVS系统调试实践，对调试期间的创新点和一些问题进行总结，以期对后续项目提供参考。

关键词：AP1000；化学与容积控制系统；控制反应堆冷却剂系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.186

1 概述

AP1000化学与容积控制系统（CVS）的主要功能是对反应堆冷却剂系统（RCS）进行化学控制和容积控制功能。根据具体功能不同，可以划分为四个子功能单元，分别为净化子系统、补水子系统、硼酸子系统，加氢加锌子系统。

2 系统冲洗过程经验反馈

CVS系统按照系统建安施工逻辑，分为四个移交包分阶段移交至调试。以下按照移交包分别介绍系统冲洗流程。

2.1 CVS-01包：净化子系统

CVS-01包的主要设备包括除盐床和两级热交换器。主要用于在机组正常运行时，利用主泵的压头驱动一回路冷却剂依次经过两级热交换器冷却后，进入除盐床去除离子腐蚀和裂变产物，过滤后再返回到RCS。

由于系统冲洗时不可能利用主泵压头作为冲洗动力源，一号机使用正常余热排出系统（RNS）停堆净化流道作为冲洗流道，即RNS在RCS半管液位冷却流道同时连通CVS，对RCS停堆换料工况进行冷却及净化。这种冲洗方式与正常运行时的流道完全一致，但存在两个问题，需要RCS半管液位支持，而RCS是调试及施工主线关键路径，需要尽可能的压缩系统冲洗对RCS的占用。另外，循环冲洗效率较低，需要反复清洗滤网、工期较长，人力消耗较大。

为解决此问题，二号机在一号机基础上进行两方面优化：一方面RNS流道连通内置换料水箱（IRWST）和CVS，利用IRWST高液位的重力压头进行开式冲洗；另一方面，完成开式冲洗后再联通RNS和CVS的循环冲洗验证清洁度，最大限度的减少RNS泵入口滤网堵塞的可能性。

除了主净化流道外，还有和RCS直接相连的上冲下泄管道。对于与RCS直接相连的管道，是在主泵安装前（系统移交前介入）通过开式冲洗完成清洁。

CVS-01冲洗时需要的临时措施较多，主要包括异物敏感的多级孔板，以及CVS-V047的阀笼，以及作为临时进水口和排水口的预留焊口。

2.2 CVS-02包：补水子系统

CVS-02 补水子系统包含CVS补水泵、多级孔板、除盐床等特殊设备，一方面清洁度要求高，另一方面管道设计压力高，需要厘清冲洗，试压，临措，设备回装，移交之间的逻辑关系，以保证各项工作的质量及现场工程进度要求。从冲洗方面：系统冲洗时应遵循的两个原则：所有异物敏感的设备都采用跨接或缓装的方式移除，所有对冲洗效果有影响的设备都应拆除。基于这两个原则上述设备须采用各种临时措施处理。从试压方面：CVS-02主体是泵及相关管道，设计压力以泵和多级孔板为界分为高压和低压两部分，高压部分管道试压压力达到32MPa。多级孔板上下游管道压力不同且无法隔离作为试压边界，试压时多级孔板不会安装，焊接盲板作为试压边界。从上述分析得知，冲洗和试压部分临措存在冲突，部分临措通用，厘清施工逻辑有助于减少工作量。海阳二号机实践采用图1的施工调试逻辑（CVS-02）。

CVS-02包包含很多对异物非常敏感的设备，包括小流量循环管线上的多级孔板、CVS补水泵、CVS-V140除盐水减压阀。若冲洗阶段不能对系统进行有效冲洗，则会在后续预运行试验过程中出现泵入口滤网多次堵塞、小流量管线流量不足等异常情况。处理起来更加困难。

2.3 CVS-03包：硼酸制备及储存子系统

CVS-03包硼酸制备及储存子系统包含硼酸制备箱、硼酸储存箱、硼酸循环泵等设备，由于系统设计和布置的原因，采用开式、闭式等多种方式。

2.4 CVS-04包：加氢及加锌子系统

CVS-04包加氢及加锌子系统包含注氢包、注锌包等设备。对于注氢包，采用压缩空气吹扫方式进行。对于注锌包，采用先对箱体入口管路进行冲洗，除盐水及箱体清洁后启动注锌泵的方式进行冲洗。

3 小结

海阳二号机CVS系统冲洗在一号机的基础上进行了优化和尝试，主要经验有以下几点，供后续AP1000项目参考：

（1）文件准备。西屋初始提供的冲洗程序为整体提供，但实际使用时存在诸多不便。移交调试时，不同移交包移交时间跨度很大，程序描述和现场实际情况存在较大出入，需要做大量的文件修改工作。二号机准备阶段为便于程序编制，程序的实用性以及试验报告整理，将冲洗程序按照移交包编制冲洗程序，针对主泵安装前的特殊情况，CVS-01分为主泵安装前冲洗程序和移交包冲洗程序。（2）逻辑优化。CVS-01净化回路冲洗工作属于AP1000联合冲洗里程碑中的关键路径工作。二号机通过技术优化将RCS半管冲洗调整为IRWST重力冲洗/循环冲洗，压缩主关键路径工期。同时完成了CVS五条贯穿件路径的冲洗，对于后续安全壳整体泄漏率试验顺利完成也创造有利条件。（3）建安协调。冲洗工作为调试早期工作，存在和建安工作深度交叉，需要和建安方做充分的沟通交流，一方面需要双方对施工逻辑讨论和梳理，避免重复工作浪费工期和人力。另一方面冲洗临时措施的质量对于冲洗工作的实施，一号机早期出现多次临时措施质量差而导致试验失败的事件。除此以外，对于异物敏感系统，应控制建安方对于水溶纸的使用。

参考文献：

[1]孙汉虹.第三代核电技术AP1000[M].北京：中国电力出版社，2010.