核电机组首次装料前安全壳隔离阀密封性试验

【摘 要】福岛核事故后，安全壳作为核电站最后一道安全屏障，其包容核岛内部放射性物质，确保公众免受意外照射的作用越来越得到重视。从CPR机组首次装料前第三道屏障完整性保障入手，就第一次试验原始试验数据、试验大纲等进行分析，探索一种工程建设期间既满足核电站安全需要又确保工程实际进度的试验范围，并采用成熟的试验方法对筛选结果进行评价。

【关键词】第三道屏障;密封性;组织与实施

Containment Isolation Valves Leaktightness Test Study Before the First Core Loading

WANG Lei LIANG Bin

（Yangjiang Nuclear Power Co.， Ltd.， Yangjiang Guangdong 529941， China）

【Abstract】After the Fukushima nuclear accident， the containment as the last barrier of the radioactive material inside the nuclear island is paid more and more attention by the public. How to confirm the integrity of the third barrier before the first core loading of CPR unit？ Something must be done， such as study of the original test data， analysis of the test program，to explore a method which both to meet the needs of safety rule and the actual progress of the project. Test must be done with the ripe method and the results must be evaluated.

【Key words】Barrier; Leaktightness; Organize and implement

1 背景介绍

1.1 密封性试验涉及的标准

按照CPR机组的设计标准RCC-G[1]的规定，安全壳的密封性试验分成三类：

A类试验，安全壳整体密封性试验;

B类试验主要是探测和测定通过安全壳贯穿件的局部泄漏率，对象为密封圈形式实现密封功能的密封件;

C类试验是测定安全壳隔离阀的泄漏率，对象为通过阀门密封面实现密封的密封件。

各类试验的周期RCC-G都有明确规定，比如A类试验要求在建设完工后、首次换料期间及以后每10年进行一次，B，C类试验周期RCC-G也有明确要求，但对调试试验完成后到机组首次装料前的一段比较长的时间内，需要特别关注的试验信息未做明确规定。

1.2 面临的问题

1.2.1 试验持续时间长

工程建设进度受影响的因素较多，比如阀门供货周期、安装进度、管道的吹扫、冲洗等，这些都将导致安全壳隔离阀试验周期较长。经过统计国内3个核电站C类试验的起止时间发现调试期间C类试验存在以下特点：

1）试验持续时间较长，一般为半年左右。

2）从第一个隔离阀试验完成到装料时间不等，但都大于1个大修工期。

3）因调试期间计划的变更，其最长持续时间也不是一个固定值。

考虑到C类试验在机组商运后一般在大修期间执行，总的持续时间约1个月。如果把首次装料前的调试活动整体当作一个“大修”，那么这次“大修”的C类试验持续时间远大于1个月。调试期间总的试验时间，详见表1。

表1 试验持续时间表

Tab.1 Test duration

1.2.2 阀门一次合格率差别大

随着国内核级阀门制造能力的提升，核电站的部分隔离阀采用了国产阀门，大大缩短现场设备的供货周期，节省了工程建设成本，同时安装过程中出现的问题也能第一时间协调厂家现场解决，但由于国内各阀门厂家制造水平不一，其产品安装到现场后的密封性试验结果也有较大差别。

以国内某核电站调试期间C类试验为例，该电厂调试期间贯穿件隔离阀密封性试验从2012年5月13日开始到11月18日结束，历时6个多月，共涉及国内外6个厂家的251个阀门，各厂家阀门的一次试验合格率见表2。

表2 各厂家阀门一次试验合格率

Tab.2 The test pass rate of the first time

1.2.3 部分试验结果难保证

虽然调试期间各厂家阀门的试验结果不一，但经过现场处理或更换后，最终都能保证其泄漏率满足调试文件的要求。阀门在机组后续的调试过程中受各种流体冲刷，甚至执行机构、驱动机构在后续的试验中因发现问题，进行维护甚至是更换，这些因素可能导致初次试验结果不可靠性，尤其是阀门密封面处理后，更应对阀门的密封性进行重新验证，验证数据作为最终试验结果。

1.3 筛选的原则

因为存在上述的各种因素，所以必须对装料前核电站第三道屏障的完整性试验划分再次执行的C类试验的试验范围，以确保机组装料前第三道屏障的完整性。在整理部分电站信息的基础上，初步总结了以下几条原则：

1）核电站监督大纲有要求但调试文件未包含的隔离阀;

2）核电站安全顾问根据设计文件提出来需要进行验证的隔离阀;

3）首次进行试验时，多次处理后才能试验合格的隔离阀;

4）初次试验合格，但在后续的机组调试活动中对密封面进行过处理的隔离阀;

5）对于商运后日常泄漏率影响较大的隔离阀。

2 现场组织与实施

2.1 试验的组织与实施

装料前试验介于调试与大修期间，现场条件复杂，这就需要试验负责人熟悉各阀门历史数据、灵活制定隔离措施、合理利用时间窗口。考虑到试验涉及部门较多，建议试验以项目组方式运作，集中短时间内执行。

2.2 试验方法简介

2.2.1 试验的基本要求

目前C类贯穿件隔离阀密封性试验一般通过局部加压的方式进行，其要求有：

1）加压方向必须与被试验阀门执行安全功能时的承压方向一致。如果不一致，则需证明试验结果与承压方向一致时的结果等效或更保守。

2）安装遥控装置的被试验阀门，应遥控关闭，尤其是电动阀更应遥控关闭而不应有任何就地手动操作。

3）用水法试验时、必须保证管道满水。

2.2.2 试验方法

常用的试验方法有三种1A法、1B法、2C法，各试验方法简介如下：

1A法简介：

图1 1A法

Fig.1 Method 1A

简介：被试验阀门为V1，初始条件：关V1，V3，开t1;连接加压装置及流量计到t1。

加压V1，V3之间的管道至设计压力，并使之维持恒定。

测量到的泄漏率是V1和V3的总泄漏率，为保守起见，可将此作为被试验阀V1的泄漏率。

可概括为：加压及连接流量计到被试阀门上游。

1B法简介：

图2 1B法

Fig.2 Method 1B

简介：被试验阀门V1来，初始条件：关V1，V2，V3，开t1，t2;连接加压装置到t1，连接流量计到t2。

加压V1，V3之间的管至设计压力，并使之维持恒定，读取t2下游流量计读数。

可概括为：被试阀门上游加压，下游接流量计。

2C法简介：

图3 2C法

Fig.3 Method 2C

简介：被试验阀门t2，初始条件：开V1，V2，V3和t1，关t2;

加缓冲罐及其至t2的管线至设计压力，记录初始和最终压力及温度值。

严格意义上来说，3种方法都可以对阀门的密封性进行检测，但具体采用哪种试验方法，需要根据现场的实际布置情况、系统移交进度及阀门所在系统运行情况等综合考虑，对系统中的介质信息，阀门位置、操作方法、常见故障和处理方式等充分掌握，对现场安全要求、专用设备使用、人力合理调配等充分把握。

3 试验结果

经过历时半年的准备，完成约22个项目的密封试验，另外对ETY221/222/304/352TW，EBA501/502/503/504TW等8个贯穿件维修处理情况进行多次密封性验证，总的试验结果满足文件要求。

表3 试验结果

Tab.3 Results

【参考文献】

[1]RCC-G 86版[S].

[2]ANSI/ANS-56.8[S].

[3]NBT 20017-2010[S].

[4]内部文件：EIE 系统定期试验程序[R].

[5]内部文件：一号机组机械贯穿件隔离阀密封性试验[R].