戴俊1 林鹏2
（1.葫芦岛地区代表室 辽宁葫芦岛 125000；2.渤海造船厂集团有限公司 辽宁葫芦岛 125000）
一、技术背景
核发电机组主、辅冷凝器负压系统设备因安装工艺质量的影响，易产生负压系统气密性变差现象，造成主、辅冷凝器排汽与冷却水出水温差增大，冷却水量增大以及冷凝器过冷度过大,同时造成运行设备耗氧过大，凝结水溶解氧升高等不良影响，影响了核动力的安全运行，而且在长期运行实际中很难消除这部分缺陷，造成核动力安全经济指标变差，核动力在特殊环境下运营时间缩短。
对于核发电冷凝器用现有的蜡烛、抹黄油等原始检测气密性的方式，投入人力大，并且需要耗费大量的时间，由于核设备的的特殊性，这些原始的检查方式是不允许用的，同时对于核发电冷凝器本体以及底部设备由于受到位置的影响很难发现查找气密性差的原因（核动力冷凝器底部位置狭小，人到不了设备附近），采用灌水的方法，由于受设备特殊性的限制，不允许采取，再者灌水方式全凭人的感觉判断，误差大，微细的密封有问题很难用人的感官判断出，由于灌水靠静压，水在微小缝隙内形成表面张力，不易被工作人员发现。同时这两种检测方法必须都在核动力冷凝器停运状态下进行，不利于问题的发现。
二、技术内容
本装置的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种核动力主、辅冷凝器系统气密性检测方法，该方法操作简便、能够快速准确检测确定核动力系统气密性的好坏。
为达到上述目的，本技术方案包括以下步骤：
1、首先采集核动力冷凝器系统运行时的气密性试验参数，利用核动力冷凝器系统运行时的参数变化，初步确定核动力主、辅冷凝器负压系统的泄漏情况。
2、然后采用惰性气体检测仪对核动力冷凝器负压系统密封泄漏设备部位逐一进行精确定位，具体包括以下步骤：
3、逐一在核动力冷凝器负压系统的所有设备上逐一喷射惰性气体，并同步在抽气器排气口使用惰性气体分析仪收取少量的混合气体，并通过惰性气体分析仪分析排出混合气体成分里面惰性气体分子量，通过惰性气体分子量的大小确认冷凝器系统气密性好坏。
核动力主、辅冷凝器负压系统气密性检测对象包括以下设备：冷凝器本体及其连接管道、凝给水系统负压管道、抽气器抽气管道、凝水回水管道、热井补水管道、凝水泵抽气口管道、二回路疏水系统、泄放水蒸发器疏水管路、汽封抽气器疏水管段、主抽气器水封箱疏水管段、主抽气器疏水管段、给水加热器疏水管段、乏汽系统负压管段、乏汽排放管段、鼓包除氧管段、高低压吹除系统、蒸汽排放系统、冷凝器水位测量脉冲管路等系统。
4、检测设备惰性气体分析仪，主要部件包括：喷枪、惰性气体真空泵、分子泵等附件。
5、检测前将惰性气体分析仪零位设置在1.0E-07pa.m3
6、采用惰性气体分析仪对以上核动力冷凝器负压系统的每个连接部件分别在设备检测对象的外表喷少量惰性气体，通过核动力抽射器排出的混合气体分析所排出的混合气体内惰性气体的含量，通过设备内的惰性气体分子泵分析排出混合气体是否含有惰性气体成分，并分析混合气体内惰性气体成分数量，以确认所测设备气密性,惰性气体分析仪显示值大于1.0E-07pa.m3均说明检测的设备气密性有问题。
7、本技术根据惰性气体分析仪显示数据判断设备气密性的依据：
（1）气密性好坏判断依据：
目前要确切的判断设备气密性好坏很难，但通过我们长期总结分析，可通过以下经验公式可以判断气密性存在的问题：
Q=135×d4/L×(P12-P22)/2
其中：
Q--密封漏量 d--封密设备的直径
L--密封设备的长度 P1--密封检测点的压力
P2--取样处的压力
（2）气密性存在问题的判断依据
核动力冷凝器负压设备，通过我们检测，在单位时间（t）内被检测设备内压力的变化量（p）与检测设备的容积（V）的乘积所得数据，就可以判断出被检测设备密封性的好坏，数据越大，即可判断密封性能越差。
Q1=V×p/t 封密漏量的单位mbar·L/s
Q1--密封漏量 V--检测设备容积
p--单位时间内被检测设备压力变化值
t--检测时间
（3）核冷凝器气密性检测示意图（图1）
图示1核动力涡轮机本体。
图示2、3主辅冷凝器（包括图示4、5、6）：包括核动力主、辅冷凝器负压系统密封性检测对象包括以下设备：冷凝器本体及其连接管道、凝给水系统负压管道、抽气器抽气管道、凝水回水管道、热井补水管道、凝水泵抽气口管道、二回路疏水系统、泄放水蒸发器疏水管路、汽封抽气器疏水管段、主抽气器水封箱疏水管段、主抽气器疏水管段、给水加热器疏水管段、乏汽系统负压管段、乏汽排放管段、鼓包除氧管段、高低压吹除系统、蒸汽排放系统、冷凝器水位测量脉冲管路等系统。
图示7核发电机组抽射器混合气体排出口。
图示8惰性气体分析仪：包括内置罗茲泵 前级泵 分子泵 取样连接头 交流220V电源。
图9是装有惰性气体医用氧气袋，规格：50X76cm
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图1 核冷凝器气密性检测示意图
① 被检测设备1、2、3、4、5、6、7处于负压状态
② 用喷枪9对被检测设备表面喷氦气
③ 通过核发电抽射器7混合气体排出口取少量混合气体
④ 通过检测仪8分析被检测件混合气体流量
⑤ 仪器显示量定性分析依据：
1.0E-07至1.0E-06为气密性较好
1.0E-06至1.0E-05为气密封性差
1.0E-05至7.0E-04为气密性严重
以上判断依据是我们长期经验总结，属本技术保护内容之一。
第一，本技术创造了核发电冷凝器气密性无法检查验证的先例，通过实践使用，收到了良好的预期效果。
第二，本检测方法只需五个工作人员即可，一般整个系统设备检测完只需要10到15天，对于核发电的安全经济安全长期运行起到保证作用。
三、本技术有益效果
核发电冷凝器负压系统气密性是影响发电机组性能好坏很重要的监视参数，运行试验表明，核发电冷凝器气密性能差使核能耗量增加，核动力效率下降，冷凝器排汽温度的升高，会引起核动力驱动轴承中心偏移，严重时会引起驱动设备的振动。另一方面，冷凝器气密性变差外界空气漏入冷凝器，导致凝结水中会使凝结水溶氧不合格，带来设备腐蚀，影响核发电的安全运行。所以在核发电冷凝器运行过程中，冷凝器负压系统设备气密性是一项非常重要的参数，气密性能的好坏，直接影响核动力运行的经济性与安全性。核发电在运行过程中如果出现气密性变差的问题，造成核发电凝结水系统溶氧超标，给现有的制氧设备造成很大的压力，增大人员降低溶氧指标的工作强度，我们推出研究的核发电冷凝器气密性检测技术主要针对核发电冷凝器负压系统在投运前全面采取该技术方法进行检测，使其负压系统气密性达到要求合格及以上标准，保证核发电长期运行安全性有大幅度提高。
四、本装置技术详细说明
核发电冷凝器气密性需要检测设备如图2所示，本装置技术应用方法：
（1）首先将220V交流电源连接与惰性气体分析仪上，开启主机，并调整主机的灵敏度，将主机的零位设置在1.0E-07 Pam3/s；然后用装惰性气体的氧气袋喷枪在冷凝器负压系统的所有检测设备部位的外表逐一喷射惰性气体，在抽射器排气口检测所排出的混合气体，部分混合气体进入惰性分析仪内，通过设备内的分析器分析排出混合气体内惰性气体成分的浓度，以精确定位设备的气密性。
（2）惰性气体分析仪显示值在主机零位1.0E-07 Pam3/s基值上发生变化，说明检测的部位密封有问题，设备具体气密性好坏的判断依据：
氦质谱检测仪的显示值在1.0E-07至1.0E-06为气密性较好
氦质谱检测仪的显示值在1.0E-06至1.0E-05为气密性差
氦质谱检测仪的显示值在1.0E-05至7.0E-04为气密性严重
以上判断依据是我们长期经验总结，属本技术保护内容之一
（3）核发电冷凝器气密性需要检测的系统及设备：
① 冷凝器本体及其连接管道② 凝给水系统负压管道③ 抽气器抽气管道④ 凝水回水管道⑤ 热井补水管道⑥ 凝水泵抽气口管道⑦ 二回路疏水系统⑧ 泄放水蒸发器疏水管路⑨ 汽封抽气器疏水管段⑩ 主抽气器水封箱疏水管段 主抽气器疏水管段 给水加热器疏水管段 乏汽系统负压管段 乏汽排放管段 鼓包除氧管段 高低压吹除系统 蒸汽排放系统 冷凝器水位测量脉冲管路等系统等系统所有阀门、法兰及管道等设备系统，每一个设备部件在具体设备处外表喷少量惰性气体，等待30秒后核动力抽射器排出口排出的混合气体进入惰性气体分析仪内，惰性气体仪分析收取的混合气体的成分，同时反映出惰性气体浓度的大小，如果发现有惰性气体分子就说明被检测设备气密性有问题。
（4）本检测方法选择惰性气体作为示踪气体。
（5）本技术利用惰性气体与其它气体荷质比的离子具有不同电磁特性的特点将跟踪惰性气体分离、检测分析，根据惰性气体的含量多少，最终分析出设备密封性存在的问题。该方法具有快速、准确、重复性好、灵敏度高、可动态检测等优点。
（6）在测试口配接混合气体取样吸枪，将取样管口直接连到冷凝器负压系统排气口处，将少量的惰性气体直接喷到具体检测设备处，如有设备气密性有问题，则惰性气体被吸入负压系统，经过一定时间（约30秒），通过负压系统排气排出，进入检测分析仪内，通过检测仪反映的数据进行分析设备的气密性能。
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图2 核发电冷凝器气密性需要检测设备简图