【摘要】
当前核电建设中人员空气闸门密封性试验进行简要介绍，对当前人员空气闸门在安装调试过程中采用的几种试验方法做了详细的说明，并针对相关试验方法的优缺点明确了各种情境下对试验方法的合理选用。
【关键字】安全壳 人员空气闸门 密封试验 泄漏率
1.引言
根据NB/T20502-2018的规定，核岛安全壳需要通过一次密封试验检验以确保安全壳的泄露率在允许范围内。人员空气闸门作为安全壳的组成部分，在核电厂运行期间和事故状态下，与反应堆安全壳一起组成第三层屏障防止放射性物质外泄，是安全壳压力边界的特定部位，属于需测量局部泄漏率的B类试验贯穿件。
闸门密封性试验的常用方法进行介绍，并通过对几种试验方法的对比分析，明确了如何合理选用试验方法，快捷、准确的对人员空气闸门密封组件进行密封性检测。
2.人员空气闸门的密封试验概述
根据《压水堆核电厂人员闸门、设备闸门安装及验收技术规程》华龙一号堆型核电机组安全壳的密封性，通过最初的验收试验及定期试验来检查。验收试验在机组投入运行前进行，包括安全壳的整体与局部试验，局部试验又分B、C两类，其中B类局部试验为特定贯穿件的泄漏试验；定期试验则是安全壳在运行阶段模拟事故工况进行的密封试验。
2.1人员空气闸门密封试验要素
人员空气闸门的密封性能主要由其贯穿压力边界的静态/动态密封件及密闭门组成，因此在现场的安装过程中，人员空气闸门的密封试验对象包括两个部分：一为人员空气闸门各静态密封件与动态密封件的密封试验；二为人员空气闸门作为一个整体的密封试验。
人员应急空气闸门的密闭门及静态/动态密封件的局部密封性试验（当没有进行闸门的整体密封试验时），每6个月进行一次或在每次停堆换料时进行；当局部试验结果不佳时，闸门的整体密封性试验，至少每2年一次。
2.2 人员空气闸门的密封试验方法
人员空气闸门密封试验的对象不同，所采用的试验方法也不同。通常采取的试验方法有三种，即肥皂泡法、压降法及流量法。
2.2.1 肥皂泡法
人员闸门的静态密封件及动态密封件通过闸门加压至相对压力0.03MPa，用涂肥皂液的办法进行检测。
选择肥皂泡法检测静态/动态密封件密封性，肥皂泡法测量密封件的密封性能时，通过气源向密封件内的加压空间加压，至设计压力P后关闭截止阀，然后向密封件区域喷涂检漏液（或自制的起泡剂），通过观察密封件的起泡情况来判定其是否存在泄漏。
试验用的气源可以是施工现场的瓶装氮气，在核电机组运营后，SAR系统气源已启用，可直接由SAR系统中获取试验气源。
2.2.2 压降法
压降法，即对密封件加压至设计压力P后切断气源，对密封件保压一定时间t，经过时间t后测量密封件加压空间内的压力P2。通过计算密封件保压时间t内的压力变化值△P换算出密封件的实际泄漏率。因此，压降法并不能直接测量出密封件的泄漏率，而是通过密封件加压空间内的压力值变化换算出密封件的实际泄漏率。为保障试验的精度，应使保压罐内的气体静置一定时间（通常为5分钟），待保压罐与密封件内的气体稳定后，再记录密封件的初始试验压力P1及初始稳定T1。
2.3 人员空气闸门的密封试验验收准则
人员空气闸门的测试部位不同，其密封试验结果的验收准则不同，具体的验收准则如下：
2.3.1窗及机械/电气设备贯穿件
窗及机械/电气设备贯穿件采用肥皂泡法机械检查，检查时不应发现气泡；
2.3.2 门体
每一个门的密封性为设计压力P下，每ml双密封和每0.1MPa相对压力泄漏率为0.01Ncm3/s，。
2.3.3 空气闸门整体
在0.03MPa相对压力下，整个人员空气闸门的泄露率不应超过安全壳总允许泄漏率的1%，即0.16Nm3/h，。
3人员空气闸门的密封原理
3.1 门的密封原理
闸门的每一个门的密封性是靠一个可加压的空间分开的两道柔性密封系统实现的。而每一个密封件都由一个装在门上凹槽内的连续的弹性件组成。
3.2 静态和动态组件的密封原理
人员空气闸门动态组件的密封性是由装在一个或两个凹槽中的一对O型环、实现的。
人员空气闸门静态组件的密封性是靠嵌在一个机械加工的凹槽内并被压缩在两个法兰之间的单O型环实现的，静态密封贯穿件，构件8、9为两个单O型环。
3.3 影响闸门泄露率试验的因素
针对特定密封件，其有效双密封长度L是唯一固定值，而试验时间t也是固定的。因此在试验的过程中，影响试验的因素只有试验温度T。密封件的泄漏率同试验温度成正比，即温度变化越大，泄露率Rleak越大；故在试验的过程中，为了保证实验结果的准确性，减少环境温度变化对密封件泄漏率的影响，我们必须尽量保证试验环境温度的恒定。
4.人员空气闸门密封性试验方法的分析选择
4.1 肥皂泡法试验的局限性分析
在闸门安装阶段的密封试验过程中，所有机械电汽贯穿件的泄漏率均采用压降法定量检测。根据设计要求，机械电气贯穿件的泄漏率同密封门，均为设计压力P下，每ml双密封和每0.1MPa相对压力泄露率为0.01Ncm3/s。
在需要快速检验密封元件的密封性时，可以优先选择肥皂泡法。如安全壳进行密封与强度试验时，当安全壳加压至4.83bar压力平台的时候需要检测人员空气闸门的密封情况，此时进行试验的时间有限，且无法携带压降法所需的试验设备，故此时肥皂泡法是最有效、最快速的检测方式。
4.2 压降法与流量法对比分析与选择
压降法与流量计法均可以直接反映密封件的实际泄漏率，但压降法反映的是密封件在试验时间段中的平均泄漏率，而流量法反映的是密封件特定时间点上的瞬时泄漏率。
4.2.1 压降法特点分析
压降法不能直接测量出密封件的泄漏率，它是通过记录与泄漏率相关的参数，推导计算出密封件的实际泄漏率。但计算的数值为试验时间t内的平均泄漏率，为过程量。在试验过程中，压降法存在以下问题：
1.试验气体的温度测量偏差
压降法测量密封件泄漏率时，需要记录试验气体在试验开始、结束的温度。如测量的对象为机械/电气贯穿件及门体时，由于密封件内加压空间小，不利测量与计算。通常做法是另设置一个稳压灌，并将稳压罐内气体的体积计算在内。
2.试验连接点的泄漏影响
压降法测量密封件的密封性所使用的各个设备间均通过气管连接，连接的节点较多，潜在的漏点也较多。如气管本身或气管连接的接头存在细微的泄露，都将导致密封件的计算泄漏率增大。故此在试验前，需对试验管线进行肥皂泡法检漏，查找潜在漏点。只有保证试验管线无漏点，才能保证试验数据的准确。
4.2.2 流量法特点分析
流量法进行密封件泄漏率测试，便捷高效，能迅速对密封件的泄漏率进行测量，且受环境影响因素较小，满足核电站运营期间的人员空气闸门定期试验的需求。
但用于流量法试验的设备均为特制的专用设备，尚无明确的标准规范用以指导对此类设备的标定。
结束语
人员空气闸门作为安全壳钢衬里的组成部分，其密封性能直接涉及到核电站的安全。人员空气闸门相关密封件进行测试，确保整个闸门的密封性能满足核电安全。闸门的试验方法也随之技术的进步得以不断的改进。在当前最常使用的三种试验方法中，肥皂泡法简易快捷，压降法严谨精确，而流量法不但精确同时也更快捷，合理采用不同的密封试验方式检验人员空气闸门的密封性，将使其成为核电站安全壳最为坚实的屏障。
3.参考文献
[1] 《核电厂安全壳密封性试验》NB/T20018-2010；
[2]《压水堆核电厂人员闸门、设备闸门安装及验收技术规程》NB/T20502-2018