周利明
核工业工程研究设计有限公司 北京 101300
摘要：核电项目核岛碳钢或低耐蚀性低合金钢等管道系统水压试验一周后，为了防止材料腐蚀，需要及时通过湿保养装置对管道系统进行湿保养。湿保养装置布置设计显得尤为重要，本文通过介绍核电项目湿保养装置布置设计原理以及要点进行了描述和分析，希望能对后续核电项目该湿保养装置布置设计起到一定的借鉴作用。
关键词：湿保养；装置；设计
1．概述
核电项目碳钢或低耐蚀性低合金钢等管道安装水压试验后，需用临时用水加入磷酸三钠、联氨和氨配置湿保养用水，通过湿保养装置传送到管道系统中，连续或定期进行流体循环或混合的系统或部件（无滞留区）进行湿保养。湿保养装置布置设计直接影响到后续湿保养的使用，本文通过对湿保养装置设计原理和布置过程中注意事项进行阐述，进一步提高湿保养装置布置设计的可行性，提升后续湿保养使用过程的便利性，将极大程度为后续核电项目管道湿保养工作奠定坚实的基础。
2.湿保养装置设计原理
2.1、湿保养装置介绍
根据核岛安装相关工艺系统要求，为保证系统部件和管道的完整性，碳钢及低合金钢管道系统需要进行保养，具体湿保养范围和方法详见表2-1。
表2-1.核岛安装碳钢及低合金钢系统保养范围和方法
PH值在10.0-10.5之间
湿保养用水仅为临时用水，施工现场的各种临时用水应以不影响机组的正常、安全运行为前提条件，因此，湿保养用水不能利用正式加药系统和固定管道，需制作一套相对独立的临时装置，采用人工添加化学药剂的方法对相关系统进行湿保养。
湿保养主要是通过向管道系统中添加化学药剂，利用化学药剂的碱性使系统维持在高PH条件下运行，系统中的溶解氧使钢铁自然钝化，在钢铁的表面形成一层完整的保护膜，从而降低碳钢及低合金钢管道的腐蚀速率。
碳钢管道系统湿保养用水临时装置主要起到输送进湿保养介质的作用。湿保养临时装置主要包括临时加药水箱、搅拌装置、临时加药泵、水箱自循环管线、溢流管线、排空管线、缓冲水箱等部分组成。
2.2、设计原理
根据核电湿保养回路系统容积数据进行计算分析，以CPR1000为例，核岛安装所涉及的回路80余个，其中最大系统容积约84，最小回路容积不到1。据统计分析，容积小于30的回路约65个，约占回路总数80%；容积大于30的回路约占15个，约占回路总数的20%。因此，水箱容积一般设置为30左右，对于较大回路进行分3-4次充溶液，确保一个工作日内完成（考虑药品具有挥发性，时间较长将影响药液浓度和pH值）。对于较小系统，则可以采取多个系统同时充药液保养。
该装置布置设计主要分为：水箱进水、人工投药、药液循环（搅拌）、系统充药、废液回收以及缓冲水箱等环节，如下图2-1所示：
图2-1. 湿保养装置布置原理图
1）水箱进水：通过001PO从水源取水，为水箱提供充足临时用水，进的水为除盐水，清洁度达到规定的要求。
2）人工投药：按照相关文件中规定药品以及药液比例，从水箱投药孔处进行投放。
3）药液循环：通过002PO以及阀门控制进行药液自循环以及搅拌器搅拌，实现药液均匀化。本装置药液取样点，可以为投药孔和排污孔，同时也可根据实际情况灵活选择。
4）系统充药：药液循环均匀后，002PO可将药液充入保养回路中，回路入口可根据水压试验流程图灵活选择，为监测充药液情况，可在回路最高点设置溢流装置。若系统充满药液，则出现溢流情况，立即关闭阀门，停止充液。
5）废液回收：对于系统中最终废液或检验不合格药液，通过003PO进行回收，该泵入口与缓冲水箱出水口连接，缓冲水箱与系统回路出水口连接，泵与缓冲水箱安放在相关系统出水口附近，可通过软管或钢管以最短距离连接，系统出口根据水压试验流程图灵活选择，同时不合格液体或系统最终废液既可直接排放到外运设备中，也可回收到水箱中，进行再处理，具体根据现场实际情况，由操作部门确定。为保证系统回路中，废液充分回收，可根据水压试验流程图中局部排放点进行人工排放。
6）缓冲水箱实现对003PO保护作用，操作过程中严格监控该水箱的水位情况，不得出现水箱缺水状态，否则立即关闭003PO以及相关阀门。在缓冲水箱中设置液位观察板，若低于此板，则调节水量或关闭泵及阀门。装置使用前，应将缓冲水箱充满废液。该水箱同时还可做为人工排放时所使用器皿。
3.布置设计注意要点
3.1、位置选择
湿保养装置占地面积较大，后续使用周期长，同时还要考虑输送介质的便利性，该处选择完成的用地地基应作硬化处理。系统湿保养过程中，需进行每年2次的水质检测，每2周进行一次PH值的测定。而且湿保养回路要设立取样检测点，取样点设置原则是便于取样检查。
同时所使用的药剂（氨+联氨）属于易挥发性，在密闭或通风性能差的环境，容易产生事故；试压回路较多，各回路系统入口又分散不均。因此，湿保养临时装置水箱的安放位置需要进行现场确认，需要选择系统入口较多且空间开阔、通风性能好的区域。所以综合考虑需放在室外空旷地方，不影响后续其他物项运输，一般选择在核岛中间厂房外侧空地处。
3.2、布置设计
跟踪并收集ESP初始资料、系统边界回路等上游信息，确定好最小试压回路系统数量以及分布情况，计算一个相对合理的水箱容积，然后再根据水箱容积选择相关泵、阀门和配管等。
3.3、装置防腐
该装置需进行提前预制，同时考虑后续使用周期长又存在室外露天，水箱以及其它碳钢部件需要进行喷砂、油漆防腐等表面处理，下表为油漆涂层配套表。（水箱外表面以及钢平台刷漆）。
表3-1. 油漆涂层表
4.布置设计过程中的问题及应对措施
在核电站核岛安装阶段湿保养实施过程中，出现了一系列问题，严重影响了系统湿保养实施工作，下面对湿保养过程中出现的问题需要在布置设计过程中提前进行规划，相应措施进行简单介绍。
1）氨，磷酸三钠以及联氨对使用人员身体有害，除了提示使用人员需要进行特别保护，布置设计时尽肯能的便于使用人员操作性。
2）该装置使用期间需要有防雨、防高空坠物保护，布置设计中考虑增加防护罩。
3）装置中各种设备操作应遵守设备使用说明书中相关规定，同时操作过程中严格监测设备运行状况，水箱除了设计溢流口外，有条件的情况下建议增加可视化液位报警器。
4）设计文件中要明确要求，水箱制作完毕后，进行盛水试验24小时后，用重0.5-1.5千克的锤沿焊缝两侧约150毫米的地方轻敲，不漏水为合格，若发现有漏水情况，必须重新焊接以及实验，以免后续运营过程中出现意外情况。
5）该装置使用时所装介质为碱性溶液，其废液应按国家相关规定处理【《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002】，布置设计一定要说明，废水要经相关检测（具有检测资格的人员或单位检测）达到要求后安全排放。
5、结束语
通过对核岛安装碳钢及低合金钢管道湿保养装置布置设计的分析，结合核岛安装低耐蚀性低合金钢流体系统湿保养技术要求，明确布置过程中注意事宜和要求，为指导后续核电项目湿保养的装置布置设计提供参考。
参考文献：
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