蒸汽发生器一次侧气密堵板安装经验交流

□蒋春荣 王 伟 黎有坤

一、引言

在机组大修时，一回路主设备的在役检查工作是大修关键主线工作，至关重要。反应堆压力容器在役检查时，需反应堆充水至约15m水位，而蒸汽发生器水室及传热管的检查需蒸汽发生器内部保持无水，两者对水位要求相悖。为满足两者同时检查，缩短大修周期的要求，需在蒸汽发生器给水进口和出口位置处安装气密堵板，将蒸汽发生器隔离出来，这样对反应堆内进行充水将不影响蒸汽发生器的役检工作。同时，气密堵板的安装可避免在蒸汽发生器内部检查时异物落入主管道，免于因异物对一回路设备造成损坏。

蒸汽发生器气密堵板作为一回路主设备的隔离边界，其密封可靠性、持续性至关重要，如其密封不良，将导致一回路放射性水通过蒸汽发生器一次侧入孔处泄漏，造成反应堆厂房内设备、人员等的损坏、沾污等严重事件。因此，合理选择可靠的气密堵板，并正确可靠安装，才能保证气密堵板的密封可靠性，从而保证大修的进度和质量，创造更好的经济效益。

二、气密堵板系统

(一)气密堵板结构。气密堵板由两个半圆板、一个中间板组及密封隔膜组成。两个半圆板及一个中间板组合成圆形堵板结构，形成密封法兰结构，以保证隔膜密封。两个小半圆边板，每个包含4套固定螺栓，用来与蒸汽发生器给水进出口法兰面上的螺栓孔进行连接，以固定堵板并形成密封。两个小半圆边板内边的末端设置了两个凸台，用来限制中间堵板部件，因此中间板不需要通过螺栓进行固定。中间板上设置有两个导向销，以便在安装时与蒸汽发生器给水口法兰面上的定位孔进行对正。

(二)密封原理。堵板密封隔膜为一层隔膜，固定在堵板的中间板上，一共有3道密封，从内到外分别为湿密封、干密封、自密封。湿密封和干密封均为气动密封，采用耐辐照的材料制造；自密封处于两道气动密封的下游，作为安全设施，在两道气动密封失效紧急情况下，可限制泄漏率。密封隔膜连接有3根气管，其中2个用于连接2道气动密封，另外1个为泄漏监测管，监测点位于两道气动密封之间。

(三)控制台。一个控制台可连接并监控2套气密堵板。每个气密堵板的干密封和湿密封通过控制台进行独立充压，分别监控各自压力。控制台有2个气源接口，一个为主气源，一般连接到厂房固定的压空系统中，另一个为备用气源，可以连接到压缩气瓶或移动式压空机，以便在失去主气源时紧急投用备用气源，以保障气密堵板两道密封的气压稳定，保证密封的可靠性。

控制台为每个堵板配套有一套泄漏监测和报警系统，当控制台供气压力低于设定值或湿密封失效泄漏等紧急情况发生时，控制台的报警系统将响起，以提醒值班人员进行原因分析，快速判断后进行干预。报警系统留有信号线接口，可将报警信号连接传输到主控室，主控室操作员可与现场人员同步发现报警，以便操作员在确定报警后及时响应，迅速采取措施控制事态变化，防止恶化。

控制台上还设有1个排泄口，可排出从湿密封泄漏到泄漏监测环中的介质。

三、气密堵板系统的准备

(一)部件检查。对气密堵板系统各部件进行检查，主要检查内容：一是半圆板、中间板等金属部件有无损坏、腐蚀等缺陷；二是半圆板上固定螺栓组件等紧固件是否有松动或脱落，螺纹是否有缺陷；三是隔膜组件的完整性，是否存在老化或裂纹等缺陷(重点)，以小气压充入干、湿两道气动密封胶囊中，检查有无泄漏；四是中间板上气管的接头是否牢固，气管是否存在老化或裂纹等缺陷；五是控制柜的完整性，压力表等计量元件是否在校验合格期内。

(二)人员培训及训练。蒸汽发生器一次侧内部环境计量非常高，从辐射防护最优化的角度出发，需要堵板安装人员非常熟悉堵板系统结构，并熟练掌握堵板的安装技能，在最短的时间内安装完成，且保证安装成功率。为此，堵板安装人员每次在进行堵板安装作业前，必须在蒸汽发生器模拟体上经过严格训练，并经测试合格。

(三)组装测试。蒸汽发生器气密堵板系统的可靠性直接关系到核安全，故气密堵板系统在使用前必须经过测试，确保系统安全可靠。在气密堵板安装人员训练完成后，须再次对系统各部件检查，确认无任何缺陷后，对堵板系统进行组装，并在模拟体平台上进行测试。气密堵板系统的测试，因气密堵板系统使用频率较低，放置时间较长，建议至少在气密堵板系统使用前1个月进行，以检验气密堵板系统的可靠性，发现问题及时进行解决，检查合格后各部件放置在温度适宜的环境中，且妥善包裹放置，防止无关人员误动；如有条件，在气密堵板系统使用前1周，再次对堵板密封系统进行测试，以确保系统安全可靠。

四、气密堵板系统的安装

海南昌江核电蒸汽发生器气密堵板系统安装流程如下：第一，设置堵板系统控制台位置，布置气源、电源管线等。第二，安装人员进入蒸汽发生器一次侧安装堵板。第三，检查人员进入蒸汽发生器检查堵板安装。第四，通过气管连接堵板与控制台。第五，设置控制台参数。第六，检查堵板保压是否正常，如正常则安装工作结束，否则从第二步开始重新检查。

安装流程中，进入蒸汽发生器一次侧安装堵板是关键，安装人员必须经过严格培训和测试。一个堵板的安装一般需要2个安装人员和1名检查人员，每名安装人员的作业时间约60S，第一名安装人员主要负责将中间板安装就位，确保隔膜正确就位后，将两个半圆板安装就位，同时，每个板手动带上1颗固定螺栓；第二名安装人员主要负责检查密封隔膜是否安装正确，确认正确后安装两个半圆板的所有8颗固定螺栓，并用扳手拧紧，直至半圆板上的就位凸点正确凸起，同时，安装水室内输水孔塞子；检查人员主要负责检查堵板是否安装正确，确保隔膜无压偏或折皱，检查输水孔塞子安装正确。一台蒸汽发生器气密堵板系统至少需要安装人员4名和检查人员1名，另外，应至少预留2名安装人员作为预备队，以应对安装过程中人员紧张、安装失误等异常突发情况。

此外，控制台的各项参数必须严格按照说明书中要求的数值进行设定，并且在设置完成后，检查确认堵板保压正常，压力无变化，否则说明堵板安装存在异常，需拆除堵板后重新安装。

堵板安装中需特别注意事项：一是气管的安装必须一一对应，不能错接(气管接头有颜色标识)；二是堵板上红色凸点需高出堵板平面；三是密封隔膜正确就位，无折皱或收缩；四是安装人员如出现心理紧张或其他突发情况，应及时更换人员；五是安装人员进入蒸汽发生器内部作业时，如在规定作业时间内无法完成既定计划的工作内容，应及时撤出，并将内部工作情况及时跟下一名人员交接，不得随意延长在蒸汽发生器内部工作时间，以免造成人员承受过高辐射剂量。

五、结语

海南昌江核电所用WR型气密堵板系统在国内外核电机组有广泛的应用，经过各核电厂的实际应用验证，性能可靠。但该厂工作人员对蒸汽发生器气密堵板系统的使用和操作经验不足，还有很多可优化改进的地方，比如半圆板固定螺栓的安装等。

M310机组设计相对较早，受蒸汽发生器结构限制等因素制约，气密堵板系统存在结构较笨重、堵板安装时间较长、自动化程度不高等不足。相比较下，第四代核电技术(如AP1000)蒸汽发生器结构进一步优化，新型密封堵板系统结构更简单，操作更方便，可大大降低堵板安装人员所受辐照[2]。随着新技术的发展和应用，希望可开发出更简便、更易操作、自动化程度高、无需人员进入蒸汽发生器内部操作的安全可靠蒸汽发生器密封堵板系统。