引言

AP1000核電站反應堆廠(chǎng)房屏蔽墻是核電安全的主要堡壘，任何微小的泄露都會(huì )造成安全隱患，所以屏蔽墻的整體氣密性試驗至關(guān)重要，其中毛細管壓力變送器就是用于檢測反應堆廠(chǎng)房屏蔽墻內外壓差的儀表設備。由于毛細管需要穿過(guò)屏蔽墻，整條管線(xiàn)上存在多處焊口，需要對毛細管進(jìn)行壓力試驗、氦檢漏試驗，毛細管清潔來(lái)驗證是否滿(mǎn)足設計要求，達到設計密封性。本文主要對毛細管試驗及清潔施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案進(jìn)行討論。

 

1概述

AP1000核電站儀表設備是整個(gè)系統中重要的組成部分，帶毛細管壓力變送器位于反應堆廠(chǎng)房外側，通過(guò)毛細管貫穿到反應堆廠(chǎng)房屏蔽墻內連接遠傳膜片。儀表設備位于核島屏蔽墻外側及環(huán)廊，遠傳膜片則位于核島反應堆廠(chǎng)房?jì)�，毛細管從屏蔽墻外貫穿屏蔽墻至核島內將儀表設備與遠傳膜片連接，毛細管連接完成后對毛細管進(jìn)行壓力試驗及毛細管管路內部進(jìn)行清潔工作，對此施工有以下難點(diǎn)：

 

①壓力試驗及氦檢漏試驗時(shí)，需要在遠傳膜片兩端壓力輸入孔同時(shí)加壓或減壓，并控制兩端壓力不超過(guò)5psig（34.5kPa），如不能保證同時(shí)加壓或減壓，會(huì )造成遠傳膜片內隔膜損壞，且不可修復；

②控制氣瓶輸入的氣體壓力值；

③氦檢漏試驗中氦氣量小于等于10-8cc/sec，由于空氣中含有微量的氦氣，會(huì )對檢測數據造成影響。

 

本文主要通過(guò)對毛細管安裝后的壓力試驗及其清潔工作方法進(jìn)行討論，提供一套經(jīng)過(guò)理論計算和現場(chǎng)認證的毛細管壓力試驗及清潔的方法。

 

2、毛細管壓力變送器整體安裝方式簡(jiǎn)介

2.1變送器安裝

壓力變送器的安裝主要根據儀表定位圖進(jìn)行定位，設備的形式如圖1所示。

通常的帶毛細管儀表設備，在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)做好毛細管的連接以及密封性試驗，而對于此部分變送器根據其特殊性采取現場(chǎng)連接毛細管。

 

2.2遠傳膜片安裝

遠傳膜片位于反應堆廠(chǎng)房屏蔽墻內側，膜片與支架間通過(guò)螺栓固定。安裝過(guò)程中盡量保證一次完成，對于螺栓的緊固也有要求，要以對角緊固的方式來(lái)打力矩，以免壓力集中在一處造成墊片的損壞，以至于影響密封效果。

 

2.3毛細管安裝

根據管線(xiàn)圖中毛細管路徑進(jìn)行敷設，毛細管連接件與屏蔽墻貫穿件焊接時(shí)應保證連接件漏出貫穿件外25.4mm。

 

3毛細管壓力試驗、氦檢漏試驗

毛細管壓力試驗及氦檢漏試驗時(shí)，需要通過(guò)遠傳膜片兩端壓力輸入孔進(jìn)氣試驗，過(guò)程中需要保持膜片兩面承受的壓力差小于34.5kPa，由于氣瓶壓力較難控制在這個(gè)范圍內，所以制作如下壓力控制系統來(lái)避免壓力值超標，見(jiàn)圖2。

在試壓裝置中設置緩沖罐，并設定閥門(mén)控制氣體的輸入輸出，工作原理：工作前所有閥門(mén)保持關(guān)閉；打開(kāi)針閥，氣體從氮氣、氦氣罐中輸出；打開(kāi)球閥1，氣體輸入緩沖罐，觀(guān)察數字壓力表1，關(guān)閉球閥1；待表1壓力值穩定后打開(kāi)球閥2，氣體輸入膜片兩端壓力孔，關(guān)閉球閥2；讀取數字壓力表2讀數�？刂泼看屋斎刖彌_罐內的壓力值，如果輸入壓力過(guò)大，則打開(kāi)球閥3，釋放氣體，觀(guān)察數字壓力表1讀數，符合要求后關(guān)閉球閥3。

 

由于遠傳膜片對壓差的要求較高，在整個(gè)壓力試驗、氦檢漏實(shí)驗過(guò)程中需人員連續監控操作進(jìn)行。

 

3.1壓力試驗

壓力試驗時(shí)，以每次不大于34.5kPa的壓力值將氮氣罐中的氮氣釋放進(jìn)緩沖罐中（考慮膜片的#大承受壓差是34.5kPa，也可以適當減少每次進(jìn)氣壓力，如：30kPa，以下介紹以每次進(jìn)氣30kPa為例），同時(shí)要控制進(jìn)氣速率，要緩慢進(jìn)行，等待壓力表1的數值增加量不大于30kPa且穩定時(shí)，用肥皂水對壓力表1、閥門(mén)1、閥門(mén)3和閥門(mén)2的進(jìn)氣口的接口處進(jìn)行檢漏，若有泄漏，檢查接口并緊固，若沒(méi)有泄露繼續進(jìn)行加壓過(guò)程。如果壓力值增加量超過(guò)30kPa時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)3進(jìn)行泄壓，控制壓力表1的壓力值增加量不大于30kPa。重復以上操作直至壓力輸入端口的壓力值達到2.48MPa，然后保壓至少10分鐘，壓力值下降不大于9kPa結果為合格。在壓力試驗過(guò)程中，一定要控制每次的進(jìn)氣量和進(jìn)氣速率，預計用時(shí)8小時(shí)以上，期間多次用肥皂水檢查閥門(mén)、壓力表接口處以及管件處是否有泄漏，如有泄漏及時(shí)緊固。

 

泄壓時(shí)，同樣以每次不大于30kPa的壓力值減小壓力，緩慢進(jìn)行，直至壓力值降到1.65MPa，對每一處焊接口使用肥皂水進(jìn)行測試，觀(guān)察是否有肥皂泡。無(wú)問(wèn)題則繼續重復以上操作降壓至0kPa。運用此方法可以保證遠傳膜片不受損壞，試壓后遠程膜片的合格效果圖如圖3。

如果采取氣源直接進(jìn)氣，不采取緩沖罐及閥門(mén)控制，會(huì )造成試驗用氣進(jìn)氣不穩定，進(jìn)而造成膜片損壞，見(jiàn)圖4。

 

3.2氦檢漏試驗

氦檢漏試驗的升壓及降壓過(guò)程依據壓力試驗的操作方式進(jìn)行，當壓力輸入端口的壓力值達到413.7kPa，保壓時(shí)間2分鐘，然后使用氦檢測器對焊縫進(jìn)行泄露檢查操作，泄漏比率小于等于 10^ -8 cc/sec 可滿(mǎn)足要求。如果泄露率不滿(mǎn)足要求需要重新焊接，每次焊接修復都需要重復以上氦氣輸入、保壓、泄露檢查的工作，直至泄露檢查符合要求。

 

由于氦氣在空氣中的體積為 5.24*10^ -6 ，所以在進(jìn)行氦檢漏時(shí)不能受到空氣干擾。為隔絕空氣，我們使用橡膠管對毛細管焊口進(jìn)行密封，并分別在兩側開(kāi)直徑為 10mm的孔，在進(jìn)行氦檢漏時(shí)一端先金行抽真空，另一端使用氦檢漏儀進(jìn)行檢測，經(jīng)試驗證實(shí)，這種方法簡(jiǎn)單易操作，還可以有效的隔絕空氣。

 

4 毛細管清潔

儀表自帶毛細管壓力試驗及氦檢漏試驗完成后，毛細管注油前需要進(jìn)行內部清潔，毛細管清潔主要分為兩部分：一是毛細管沖洗；二是毛細管吹掃。毛細管清潔裝置的連接，見(jiàn)圖 5：毛細管清潔原理圖。毛細管清潔主要使用的介質(zhì)為氬氣、異丙醇，因為氬氣是干燥氣體，且異丙醇的易揮發(fā)性可以加快毛細管內部的干燥。

4.1 毛細管沖洗

根據設計對毛細管沖洗的要求：沖洗壓力 50kPa，沖洗介質(zhì)異丙醇，沖洗時(shí)間 1 小時(shí)，沖洗合格標準為使用無(wú)毛白布在排污口檢測無(wú)雜質(zhì)。

 

測試裝置連接完成后使用異丙醇進(jìn)行毛細管沖洗，由于膜片壓差不能大于 34.5kPa，而沖洗壓力要求 50kPa，所以，先保持膜片與法蘭側壓力范圍為：16.5（50-34.5）kPa~34。5kPa 的壓力，進(jìn)氣方法參照 3.1 壓力試驗步驟達到設定一側膜片壓力值。為確保異丙醇能順利從儀表側的排污口流出，并不會(huì )因控制不當造成沖洗壓力過(guò)高，通過(guò)壓強公式 P=gρh，已知 P=50kPa、g=9.8、ρ=0.798，計算出 h，采用將異丙醇注入口（閥門(mén) 4 前端）通過(guò) PU 管提升至 h 高處進(jìn)行灌注沖洗。

 

4.2 毛細管吹掃

毛細管注油前需要確保內部干燥清潔，所以在沖洗完雜質(zhì)后需要進(jìn)行毛細管內部吹掃，將殘留在毛細管內的異丙醇吹掃干燥，毛細管吹掃要求：壓力 2MPa，需吹掃2 分鐘。

 

根據圖 5 連接完成，吹掃過(guò)程中將墊片安裝于法蘭和遠傳膜片中間用于保護膜片，保護膜片外形圖見(jiàn)圖 6，注意遠傳膜片兩端的壓差小與 34.5kPa。

5 結論

AP1000 核電項目shou次進(jìn)行毛細管焊接、毛細管壓力試驗及清潔試驗，通過(guò)對標準的解讀與實(shí)際情況相結合，并通過(guò)一次次的試驗，克服了整個(gè)施工過(guò)程中的難點(diǎn)。#終得出運用如上的方法進(jìn)行毛細管的壓力試驗、氦檢漏試驗、毛細管清潔方法安全可用，可以借鑒。