M310压水堆百万机组主系统冷态功能试验探索和创新

摘 要：通过对主系统水压试验人员组织、技术准备、临时措施、多次演练和调试实施过程中的精心准备，采用新型设备和技术优化方案圆满完成主系统冷态功能试验。

关键词：压水堆；冷试；经验

中图分类号：C35文献标识码： A

1．前言

主系统水压试验是核电厂调试阶段的关键调试项目，通过对反应堆冷却剂系统和相关系统的高压部分进行水压试验，在设计压力时，确认内侧“O”形环无泄漏，确认泵、阀门、管道、焊缝、法兰面、人孔、手孔盖板及其他连接处无渗漏，压力表指示基本不变；在设计压力的1.33倍时，最高压力达到22.8MPa.g，该压力平台下保压10分钟，确认焊缝无渗漏，各种密封面的连接处无异常，经过国家核安全局认可后标志该次冷态功能试验合格。

主系统冷态功能试验标志着安装工作的结束，也是调试工作的开始，但是由于制造进度缓慢使得DCS、主泵等与冷试相关的关键设备到货严重滞后，冷试前期IE级的TRICON的机柜尚未到货，导致与主系统相关IE级的保护信号例如温度、液位等采取了大量临时措施端接入NC/NC＋机柜，此方案历经三次上报国家核安全局，将安全局提出的问题整改单关闭后方可实施冷态功能试验，软件方面存在问题，比如DCS二层的软件是PRE版，为保证系统的可靠性和稳定性，采购了几十部临时记录仪，保证一层重要转动设备的温度和振动等信号准确性和设备的安全；同时将记录仪信号上传到主控室，便于水压试验期间能够对设备进行实时监控。

2．冷试准备

2.1 组织准备

工程公司牵头组织成立以工程公司、调试队、建安单位等多方协作的水压试验专项组，分工明确，各司其职开展准备工作。

图1方家山核电工程1号机组水压试验组织机构图

2.2 文件准备

根据上游设计文件和参考电站经验，提前一个月完成水压试验需要准备的文件包，召开水压试验专题例会并分配给各组分头准备，制定主系统冷态功能试验主逻辑图，按照主关键路径逐步推动现场进展；同时在水压试验前督促安装公司完成了与冷试相关的不符合项关闭，并上报国家核安全局核准，2013-09-02向国家核安全局提交《方家山核电工程1E级DCS设备延期到货对一回路水压试验影响分析报告》， 2013年10月10日国家核安全局认可秦山核电厂扩建项目（方家山核电工程）调试大纲 B版，2012年12月15日 《主冷却剂系统冷态水压试验》A版生效，2013年10月12日前完成了调试规程升版、TSD、TCA实施、水压试验相关系统在线，所有水压试验先决条件满足，2013年10月09日华东监督站批准释放方家山1号机组主系统冷态功能试验控制点。

图2 方家山1号机组主系统冷态功能试验主逻辑图

2.3 临时设施和临时控制变更

根据秦山二扩经验并结合方家山实际情况，确定了水压试验需要的临时设施，临时控制变更；并针对方家山1E级DCS供货延迟的实际情况进行分析，确定了1E级DCS未到而需要实施的临时方案和临时控制变更TCA。

2.4 系统移交和试验情况

督促安装公司加强对系统（特别是水压试验相关系统）的安装收尾和移交，水压试验前共完成398个安装向调试的系统移交工作，在水压试验前需要完成第I阶段115项系统调试试验并将调试结果上报国家核安全局。

2.5 模拟演练

工程公司要求安装公司和役前检查单位在水压试验前一周必须完成检查焊缝的挂牌工作，并要求监理单位跟踪和督促，水压试验组织机构在试验前按计划进行了三次模拟演练，检查通讯设施，熟悉现场设备位置，以缩短真实试验时的现场检查时间。

3 .调试实施和技术创新

3.1 实施过程

按照主冷却剂冷态水压试验调试规程和先决条件清单实施，主要经历轴封注水、充水排气、升压（包括每个压力平台的试验）、降压过程，计划用时142hr。

图3 主系统冷态功能试验示意图

3.2 时间节点表

2013-10-12

• 19:00通过主泵轴封水注入向主系统注水，发现注水流量小，对主泵高压冷却器进口接管进行检查处理；

•2013-10-13

•10:00 供主泵轴封水；

•10:15 向主系统进水

•14:30 主系统水位为8.9m（半管），停止充水。

•16:13 启动抽真空装置开始主系统抽真空

•18:41 主系统压力达到16.8KPa.a,继续向主系统充水

•23:48 主系统充水完成

2013-10-14

•09:30 主系统含气量测试合格

•12:36 启动1号主泵；

•13:49 启动2号主泵；

•15:06 启动3号主泵；

•15:30 主系统温度达到61.5℃

•21:25 主系统金属温度达到要求，RRA隔离，开始升压

•23:01 主系统压力达到7MPa.g

•23:52 主系统压力达到10MPa.g

2013-10-15

•00:27 主系统压力达到15.4MPa.g

•08:50 压力到16.5MPa.g，启动水压试验泵继续升压；

•09:02 主系统压力达到17.2MPa.g；

•09:52 主系统压力达到22.8MPa.g；

•10:13 主系统从22.9MPa.g.g开始降压；

•10:44 主系统压力达到17.2MPa.g

•11:07 主系统压力达到16.5MPa.g，停水压试验泵；

•11:28 主系统压力达到15.4MPa.g

2013-10-15

•13:55 主系统压力达到10MPa.g

•15:20 主系统压力达到7MPa.g

•15:50 主系统压力达到2.5MPa.g

2013-10-16

•2.5MPa.g平台试验

2013-10-17

•15:50 从2.5MPa.g开始降压

•17:07 降压到0.3MPa.g进行稳压器安全阀脉冲管线冲洗和RPE管线冲洗

•19:50 完成相关管线冲洗,开始主系统排水

•21:00 排水到8.7m；

•21:30 对主系统过渡段排水

2013-10-18

完成主系统排空

3.3 试验创新

主系统冷态功能试验期间2.5MPa.g前对主系统进行动态排气，要求主系统剩余气体的体积小于21m3,按照以往参考电站及其它电厂经验是通过启动主泵进行动态排气，主泵的连续启动和停止不仅增加了设备运行的风险，通过主泵充水排气过程还需要近48个小时方可达到标准，水压试验前调研了广核调试经验采购了一台抽真空装置，通过现场演练和调试使设备性能达到最佳状态，在主系统水位达到主管道中心线时启动抽真空装置，仅耗时12小时后经过取样检测主系统管道剩余气含气量达到设计标准，保证了整个调试节点提前近一天时间，并且保证了整个调试过程的质量；

图4 抽真空装置

4. 经验总结

4.1 水压试验问题汇总

4.1.1管道安装

主泵轴封注水流量小（仅0.1m3/h,正常流量为1.92 m3/h），原因是管道冲洗不彻底，管道内遗留有大量水溶纸，堵塞了高压冷却剂入口；二环主泵的注水管里还发现有异物堵塞，监理和安装单位在管道和设备连接时未设H点进行质量控制，导致现场用了近一天一夜时间排查原因，若异物进入高压冷却器内后果将非常严重。

4.1.2主泵启动

主泵在主系统压力到2.7MPa.g首次启动时，因注水压力下降到2.5MPa.g以下，在启泵14秒后自动保护停泵。后通过提高主系统压力到3MPa.g右启动成功。

4.1.3流量孔板

发现化容系统下泄孔板流量未达到设计流量，需要在冷试后进行更换。

4.1.4实施准备

由于工艺提出需求较晚，致使仪控实施临时端接和临时软件修改比较仓促，工艺应提前提出需求，以便仪控提前准备和实施；

主系统压力达到22.8MPa.g.g保压10分钟后，检查时间为11分钟左右，偏长，需要加强演练；仪表隔离涉及到仪表阀和仪表根阀，需要和工艺组互相协同工作，在本次试验中暴露出不少沟通不够的问题。

4.1.5通讯条件

厂房外无广播，临时通讯不通畅，信息沟通花费了较多的时间和精力，造成指挥调度不够通畅。

因为通讯需求提出晚，致使通讯的准备比较仓促，不充分。建议各专业对通讯方面的需求尽量早提、提全，以便留有一定的时间实施准备得更为充分。

试验过程中部分关键部位的电话故障致使通讯不畅，原因是现场临时电话是外委项目，本次试验期间临时电话的耗材、走线没有监管到位。

现场临时调试用无线对讲系统在R区、N区和L区域分布的分基站相对过少，室外分基站一个也没有设，致使无线信号覆盖的区域有限，各子项间对讲信号传递不畅。

4.2 水压试验成功经验

4.2.1主系统充水排气

使用抽真空装置对主系统进行排气，含气量一次合格，减小主泵启动造成的主系统压力波动，直接启动主泵运行，减少了主系统的动态排气时间。

4.2.2泄漏检查

水压试验前对盲板、法兰、逆止阀顶盖等螺栓连接部位的力矩进行了反复确认，在水压试验中这些部位未出现泄漏。

4.2.3主泵启动

用电量分析仪记录了每台主泵的启动电流、启动时间、零序电流等参数，主泵启动前将零序电流保护由投跳闸该投信号，对每台主泵的零序电流互感器的安装方式和接线的情况进行了反复的检查，主泵启动前反复的核对定值并进行传动试验，这些措施都很好的保证了主泵的启动成功，大大缩短了水压试验的时间。

参考文献

【1】《系统临时移交和调试提前介入管理程序》，CNPE-FJ-1-PSB-468．

【2】任勇 《主冷却剂系统冷态水压试验》调试规程 （QF127ENST21FANT45SS）