CPR1000核电站首台机组汽机高压缸测量元件密封面泄露问题处理谈核电汽轮机的测点安装

摘要：针对CPR1000核电站首台机组岭澳核二期3号机组在系统热态功能试验（3HFT）时，高压缸进气温度测量套管（3GME581YT /591YT）与汽缸的连接部位发生较大面积蒸汽泄漏的事件， 本文对CPR1000核电汽轮机组高压缸本体和主汽门上的热控测量孔等元器件安装检查方法进行了讨论，并对泄漏原因进行了分析，为后续的CPR1000项目核电站汽轮机组高压缸上热控测量元件的安装和检查提出了建议。

关键词： CPR1000核电站 岭澳二期 汽轮机高压缸 热控测量孔 蒸汽泄漏

1. 事件描述

2010年2月16日，在CPR1000核电站首台机组岭澳核二期3号首次进行机组热态功能试验（3HFT）期间，高压缸进气温度测量元件（ 3GME581YT /591YT）与汽缸的连接部位发生较大面积蒸汽泄漏，现场立刻采取了加强紧固的方式临时处理，保证热态功能试验的继续进行。在热态功能试验结束之后，施工现场对泄漏的温度测点进行拆卸检查，发现高压缸本体及高压主汽门的大部分热控测量孔密封面存在较严重的加工不平整、管座与测量套管不同心等问题，致使高温压蒸汽进入后产生较大面积蒸汽泄漏。

2. 原因分析

通过图纸核对和外方专家的技术确认，我们了解到，CPR10

00核电站首台机组的高压缸属于我国首次引进的核电百万千瓦级半速汽轮机组（原型机为法国阿尔斯通半速机），汽轮机的进气压力约是6.8MP。高压缸本体的热控测量孔是圆锥形的孔，采用六面形垫片密封，六面形垫片的A /B密封面分别和锥形面和热控测量接座密封面接触，密封线较窄（约2毫米），六面形垫片的材质为Q235材质，较一般的铜垫片硬，不易变形，且对加工面配合要求较高。（图1）

在针对高压缸热控测量孔的生产过程的加工处理上，工厂直接参考了外方的设计图纸，但忽视了图纸上对加工精度和密封面的较高配合的要求。导致发货到现场的热控测量接座、六面形垫片、锥形密封面三者之间的配合效果不佳 。

施工现场在安装前进行了简单检查，发现部分热控测量孔的锥形密封面在工厂内加工不平整、有划痕及点坑，各密封面间的配合不佳。虽然联系工厂进行确认，但未得到各方足够的重视，而工厂提供的相关的安装程序文件中也没有对安装前后检查做具体的要求。

在泄漏事件发生后，现场各方对锥形密封面进行了蓝油检查，发现较多数量的接触面存在断续，未接触、加工不平整、划痕及点坑等缺陷（图2），这是是产生蒸汽泄漏的主要原因。

3. 采取措施

针对上述的原因，经过现场各方讨论，采取如下措施：

（1）采取紧急修复措施

生产厂家派出技术人员携带专用工具对现场岭澳二期核电站3号机高压缸及主汽阀门的热控测量孔密封面进行精研磨加工，保证密封面的平整性和有效接触。

（2）完善安装程序中对热控测量孔安装和检查具体要求如下：

1） 安装前对应密封面进行目视检查，并使用蓝油对密封面的平整性和垫片接触有效性进行核查。

2） 对目视和蓝油检查不合格的测量孔，使用专用工具进行研磨处理，研磨直至蓝油检查合格；

3） 安装时使用力矩扳手将螺纹拧紧，采用高温螺纹密封脂（牌号GRN50），拧紧力矩值460NM。

通过以上的措施，对岭澳二期3号高压缸及主气门热控测量孔的蒸汽泄漏问题进行了修复，修复之后，在岭澳核电站3号机的汽轮机多次冲转和商运中都没有再次出现类似泄漏问题，说明这次泄漏处理方案是成功的。

4. 经验反馈

CPR1000核电站首台机组岭澳二期核电站3号机作为国内首台核电半速汽轮机组，在消化和吸收国外成熟技术中的过程中，第一次使用锥形密封面和六面形垫片密封的形式，对制造和安装过程有较高的工艺要求，通过在制造和安装过程中对热控测量点漏气问题的处理，我们得到如下经验总结和反馈：

1）锥形密封面和六面形垫片密封的形式是一种国内较为少见的高压蒸汽密封方式，对密封面的加工和零件间的配合都有相当高的制造和安装要求。工厂需在后续CPR1000项目核电半速汽轮机产品的生产制造过程中，应对高压缸和主汽阀门上热控测量孔密封面加工过程加大质量控制，提高整套产品的制造精度；

2）工厂及时对已发至核电施工现场的岭澳4号机，红沿河1号机、宁德1号机的高压缸进行修复性措施，并对后续的核电半速机汽轮机高压缸的热控测量孔的安装进行了较大的技术改进，采用国内常见的焊接密封形式。

3）从安装质量工艺控制的角度，通过对首次安装核电半速高压缸的热控测量孔安装及后续漏气事件的处理，提高了CPR1000核电项目施工热控测量孔封面的检查和安装的质量控制能力，保证了核电站机组的安全有效运行，同时为后续CPR1000核电项目处理类似问题的提供良好的经验借鉴。