核電站閘閥鍋爐效應(yīng)的解決方案

2015-01-28 范書(shū)淳核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

　　介紹了采用堵塞封堵核電站閘閥閥座壓力平衡孔的方法，論述了為防止鍋爐效應(yīng)新增管線(xiàn)和閥門(mén)的選擇、安裝和檢測(cè)。

1、概述

　　閘閥的“鍋爐效應(yīng)”本質(zhì)上是一種溫度效應(yīng)，當(dāng)熱源加熱處于關(guān)閉狀態(tài)的閘閥時(shí)，其內(nèi)部空間有一個(gè)較大的壓力上升，這一壓力升高將使得閘閥無(wú)法開(kāi)啟或閘板出現(xiàn)變形而不能保證其密封性能。在核電站系統(tǒng)，為了解決鍋爐效應(yīng)一般在閘閥的下游閥座上開(kāi)設(shè)平衡孔，用以連通閥座上部空間與閘閥下游，泄放超高的壓力。由于這些閘閥在核電站反應(yīng)堆停堆大修期間需要對(duì)其進(jìn)行密封性試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)平衡孔進(jìn)行臨時(shí)封堵，試驗(yàn)后再打開(kāi)平衡孔。真空技術(shù)網(wǎng)(http://smsksx.com/)認(rèn)為每次封堵或打開(kāi)平衡孔均需要對(duì)閘閥進(jìn)行解體和回裝，造成了人力、物力及資金等的浪費(fèi)，同時(shí)也增加了操作人員的輻照劑量。所以有必要永久封堵平衡孔，采用一種更加方便有效的平衡閥門(mén)壓力的方法。

2、改進(jìn)方法

　　某核電站2 號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆余熱排出系統(tǒng)(RRA) 閘閥的出口閥座設(shè)置了一個(gè)直徑約6mm 的平衡孔(圖1) 。為了永久封堵閥座平衡孔，采用了焊接堵塞并加裝旁通管線(xiàn)連接閘閥的填料吹掃孔與閘閥的下游。在新增旁通管線(xiàn)上設(shè)置常開(kāi)手動(dòng)截止閥，從而起到平衡孔的作用。在旁通管線(xiàn)上設(shè)置帶有盲板的支管，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)打開(kāi)盲板連接OPERA專(zhuān)用試驗(yàn)臺(tái)架(圖2) 。

帶平衡孔的閘閥

圖1 帶平衡孔的閘閥

　　封堵閥座平衡孔的堵塞為圓柱錐形體，其易于安裝并且可以有效限制潛在放射性污染物的輻射影響。堵塞采用與閥座相同材料Z2CND - 12N2 的棒材加工，以避免在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)由于材料的不同而導(dǎo)致的材料熱膨脹差異。經(jīng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)分析，堵塞的軸向應(yīng)力和剪切應(yīng)力均滿(mǎn)足工況要求。堵塞焊接時(shí)為了避免焊絲表皮產(chǎn)生的金屬飛濺，對(duì)焊接點(diǎn)周?chē)扇〔讳P鋼保護(hù)套進(jìn)行保護(hù)。焊接完成后對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行拋光、打磨，并按照相關(guān)要求進(jìn)行了滲透檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)分析，由于閥座比較厚，相對(duì)于閥座的尺寸，平衡孔的直徑較小，并且焊接金屬熔敷的空間很小，所以在焊接過(guò)程中不會(huì)導(dǎo)致閥座變形。

閘閥閥座平衡孔封堵方案

圖2 閘閥閥座平衡孔封堵方案

　　結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況分析，新增管線(xiàn)和閥門(mén)的選用、安裝、可維修性和可操作性不影響現(xiàn)場(chǎng)管線(xiàn)和設(shè)備的運(yùn)行，并滿(mǎn)足RCCM 和RCCP 的有關(guān)物項(xiàng)分級(jí)的要求。

3、系統(tǒng)運(yùn)行

　　在核電站正常運(yùn)行階段，管線(xiàn)上新增的截止閥保持常開(kāi)狀態(tài)，以平衡閘閥上下游的壓力。在核電站大修期間，當(dāng)需要使用OPERA 臺(tái)架對(duì)閘閥進(jìn)行密封性試驗(yàn)時(shí)，首先關(guān)閉截止閥，取下新增管線(xiàn)支管上的盲板，通過(guò)該孔直接與OPERA 臺(tái)架連接，進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后，斷開(kāi)系統(tǒng)與臺(tái)架的連接，重新將支管進(jìn)行封堵，開(kāi)啟閥門(mén)，保持機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。