压力容器顶盖密封环固定螺钉断裂事件处理分析

王诗林

福建福清核电有限公司 福建福清 350318

反应堆压力容器顶盖密封环位于顶盖与反应堆筒体密封面之间，保持压力容器在功率运行期间的完整性和密封性。C型环是一回路压力边界一部分，属于保护核燃料三道安全屏障之一。本文对C型环安装、检查、保护措施及密封面的保护、维修等相关工作进行简单介绍，对本次事件发现的问题进行经验反馈总结，以作同行电厂参考。

1 压力容器顶盖C型环主要结构及拆装工艺：

设备描述：通常所说的密封环是由GALOCK公司生产制造，目前国内宁波天生密封件有限公司与相关科研部门联合研制的国产C型密封环已经通过中国机械工业联合会专家组鉴定，成功应用于国内核电站[1]。

主要结构：C型密封环分为内密封环、外密封环，两道密封环与固定螺钉、固定夹配套使用，固定螺钉、固定夹安装在压力容器顶盖上对内外C型环起到固定作用，具体信息如下：

（1）内、外密封环径向截面，分为三层：里层、中间层、外层。外层制造材料为密封银层：材质为银层（外侧开口），里层制造材料为InconelX750丝材缠绕制的弹簧，中间层制造为Inconel600合金覆面（外侧开口）。

（2）固定夹制造材料为Inconel600。

（3）固定螺钉制造材料为X6CrNiCu17-04，型号M6×12。

密封环拆装工艺：C型环的安装位置以及本身的特性决定了其安装、拆除期间特殊的方法，所有工作都是在保证不伤及顶盖密封面及密封环槽的前提下取得满意的结果，以下简述C型环的安装与拆除工艺。

安装：在安装前，工作人员需对内、外密封环进行全面检查，检查项目包括：裂纹、折迭、脱落、起皮、拉丝、划痕等缺陷，该检查工作步骤作为重要质量控制点，故需安排有经验且具有高度责任心人员担负此项检查工作。对上述项目进行逐一检查和记录后，用白布蘸酒精擦拭清洁C型环表面。检查完成后安装时需8人同步进行，注意抬起速度、高度需一致，不能使C型环有大幅度弯曲和扭曲。8人轻轻缓慢抬起将C型环放入相应密封环槽后，安装固定夹和固定螺钉，拧紧力矩值6N＊m，检查固定螺钉顶端是否高于密封面、固定夹是否贴紧C型环，没有则需重新调整[2]。

拆卸：拆卸工作分正常拆卸及特殊情况拆卸。

正常拆卸过程：8人均布用手托住密封环，拆卸固定螺钉时，应缓慢旋出，同时托紧C型环防止C型环脱落撞击固定夹导致螺钉断裂，确保不伤及密封面。若拆卸过程发现密封环卡紧无法拆除，禁止直接使用材料硬度大于压力容器顶盖的尖锐工具松动密封环以免误伤密封面，可使用钢丝钳夹取密封环使之松动脱开，夹取过程要用白布包裹确保钢丝钳不碰及密封面，动作力度要小，动作缓慢，确保不伤及密封面。依次取下24个固定螺钉和固定夹后，拆卸C型环。

特殊情况拆卸：当C型环卡在密封环槽内时：拆卸步骤同正常拆卸工作相同，但在最后一步拆卸C型环时，需使用质地较软的工具（聚四氟乙烯）。

2 密封环固定螺钉断裂缺陷分析及处理

事件描述：福清401大修：执行压力容器顶盖吊出工作期间，顶盖吊起0．5米，进行压力容器C型密封环检查时发现内侧C环部分脱落，44与45号螺栓位置的C环固定螺钉头断裂缺失，固定夹缺失，在顶盖吊出后，对上部堆内构件及压力容器筒体内侧外圆部分进行了仔细检查，最终在对中销与上部堆内构件法兰之间凹槽中找到断裂的固定螺钉头及固定夹。在取出顶盖上的固定螺钉断丝期间，未防止工具划伤密封环槽，使用保护板，材质为聚四氟乙烯，将其安装在顶盖密封环槽上并用核级胶带固定，使用尖嘴钳穿过通孔将断丝旋出。

事件后果：异物及时取出未造成严重后果。

事件原因分析：断面与固定螺钉头颜色一致，固定螺钉存在质量缺陷，运行期间受力后导致螺钉断裂。

经验反馈要点：

（1）为避免螺栓铸造质量影响（缩孔、气孔、沙眼等缺陷）密封性，在使用前需固定螺钉进行PT检测，检测合格后方可使用。

（2）固定夹进行检查时发现同一批次固定夹尺寸不同，技术文件要求固定夹弯折角度为60°，但部分固定夹弯折角度不足，对密封环的固定效果产生不良影响，可能出现即使工作人员严格按照安装程序对密封环进行安装后，密封环也有固定不良脱落的风险。

其他电厂密封面、密封环及环槽的缺陷情况案例：

（1）福清201大修卸料，堆本体检修人员在拆除反应堆压力容器C型环内环的过程中因C型环与密封环槽配合过紧，无法靠自重脱出，工作人员使用一字螺丝刀撬出C型环，撬出过程中划伤密封环槽密封面，两处划痕为贯穿性划痕[3]。

（2）大亚湾D104/105次大修中，由于部分工作人员在没有完全上紧密封环锁片并经过检查就放手，导致密封环脱落并损坏。

（3）岭澳102大修，工作人员在检查反应堆法兰密封面时，发现在20号螺栓孔附近的法兰密封面上有两个小凹坑。

（4）福清201大修卸料后低低水位期间，执行长导向柱切换操作时，因起重人员松辅助桥刹车装置操作不当，将刹车手柄旋出并掉落至水池，造成压力容器密封面磕伤。

3 结语

核电厂运行期间发生一回路泄漏量增大是非常严重的问题，严重影响机组正常功率运行，本文通过对本次事件进行分析、总结，形成经验反馈，供其他电厂进行参考，达到经验交流的目的，对保证核电机组安全运行有着深远的意义，对保障核安全有着积极作用。