毕士君、刘珊珊
中国核电工程有限公司 河北省廊坊市 065000
摘要:核电站新建机组运行前,必须进行役前检查,以提供初始状态下的数据,作为以后检查结果的比较依据(或称“零点”),其能否按期完成将直接影响 “首次装料”里程碑的实现。本文以田湾核电二期工程3号机组蒸汽发生器传热管涡流检查总包方管理为例,较为详细地阐述了其实施窗口、所需条件等,意在为后续核电机组建设期间的蒸汽发生器传热管涡流检查管理提供借鉴、参考,为逐步优化完善、探索新的管理途径或合同模式提供基础。
关键字:蒸汽发生器、传热管、涡流检查、总包方管理
一、引言
役前检查是核电厂运行开始前,对核安全1、2、3级系统、部件及其支承所做的一次全面的质量检查,为核电厂运行期间的在役检查建立零点,提供初始状态下的数据,是新建核电厂装料投入运行的先决条件之一。因此,役前检查所使用的方法、技术和设备类型应尽可能与在役检查使用的相同。役前检查必须包括要进行在役检查的所有部件。修理过或更换过的部件,必须进行役前检查。
役前检查工作主要有:反应堆压力容器检查(UT\CCTV\RT\PT\ET\MT)、主泵主螺栓、螺母检查(MT)、蒸汽发生器检查(UT\VT\MT\PT)、核2、3级焊缝、部件的检查(UT\RT\PT\VT)等项目,一般由业主方委托第三方有资质的单位完成,总包方根据合同范围提供配合服务,下文以蒸汽发生器传热管涡流检查为例,进行了详细论述。
二、蒸汽发生器传热管役检方法及窗口
蒸汽发生器是核电站一回路主设备,承担着热量交换的功能,传热管对维持核电厂一回路压力边界完整性至关重要。为了监测蒸汽发生器传热管的降质行为,及时发现缺陷的产生和发展,需要对其进行定期检验。蒸汽发生器传热管在役检查包括涡流检测、水压试验、超声检测和泄漏检测等方法。三门、福清和海南等新建核电厂均在CFT冷试前对蒸汽发生器传热管实施涡流检查工作(被检查设备已完成水压试验),以减少冷试后调试的工期压力,该做法已成为在役检查行业内的主要做法。役前检查包括了所有的蒸汽发生器传热管。
田湾核电站3号机组蒸汽发生器传热管涡流检查若安排在冷试后,将占用调试主线计划工期。为减少主线压力,役前检查考虑按照国内通用的做法,同时考虑了下述因素,将部分蒸汽发生传热管的涡流检查安排在3号机组冷试前:
(1)冷试后反应堆厂房作业项目多,交叉施工频繁,环吊使用窗口紧张,会影响检查进度,从而影响调试进度。
(2)役前检查需要使用未沾污设备,VVER堆型卧式蒸汽发生器传热管涡流检查设备与国内其它核电厂检查设备不通用。另由于役前检查专用涡流检查设备在田湾核电一期工程均已沾污,3、4号机组需使用新开发的设备。根据以往的经验,新设备在检查前期会出现一些不稳定因素,从而影响检查进度,因此需要提前开展检查,以便调试设备并预留时间窗口处理故障。
三、蒸汽发生器传热管涡流检查设备简介
田湾核电站卧式蒸汽发生器由于集流管深度大、传热管弯道多、弯曲半径小、管数多以及材料均匀特性差等特点,采用远控多频涡流检查系统,包括机械定位驱动装置、控制系统和控制软件、涡流数据采集和分析软件等,实现了远程涡流数据采集和分析,快速、准确获得传热管运行状态, 系统具备精准定位、单管标定、高效等特点,为设备维修和寿命评估提供了依据。涡流检测对于非铁磁性材料具有较高的灵敏度,能探测出由结构或材料不连续性引起的传热管材料有效电导率和(或)磁导率的变化。这种变化可以通过监视涡流探头上检测线圈所感应出的阻抗变化而得到相应的信息。
四、蒸汽发生器传热管涡流检查所需条件
4.1 核岛外场地要求
4.1.1 数据采集及分析场地
一般至少需要提供四个标准集装箱(2.4×6米)大小的存放场地,分别为采集箱、分析箱、备件箱以及更衣间。
4.1.2 电源要求
为核岛外集装箱提供额定功率不小于2kW、电流不小于16A的稳定电源,不与施工现场其它电源共用,保障电源的独立稳定性。
4.1.3 集装箱距离贯穿孔距离
集装箱宜尽量靠近核岛贯穿孔辅助厂房,光纤布置距离不超过150米。
4.?2 核岛内条件要求
4.2.1反应堆厂房34米平台设备调试场地
核岛反应堆厂房34米平台,提供两块8×4米的设备临时调试场地,两块4×3米的包装箱存放场地。考虑到役前检查期间,正值核岛安装工程高峰期,打磨焊接等作业较多,岛内灰尘较大,因此在待检蒸汽发生器上方搭设3×3×2米的控制箱存放场地,以防止灰尘对控制箱造成损害。
4.2.2 反应堆厂房29米蒸汽发生器场地要求(蒸汽发生器栅格板)
(1)待检蒸汽发生器集流管周边应铺设格栅板,铺设防火布,防止工器具等小部件掉落。
(2)待检蒸汽发生器集流管周边搭设脚手架进行防护,防止工作人员坠落风险,并在蒸汽发生器集流管周边预留3米范围用于设备安装空间。
(3)29米工作场地引入接地线,避免设备信号干扰。
(4)搭设从34米平台至29米待检蒸汽发生器的安全通道,确保检查期间通道畅通。
(5)待检蒸汽发生器集流管附近应提供满足工作所需亮度的照明。
4.3 待检蒸汽发生器要求
涡流检查期间待检蒸汽发生器本体不能有打磨、焊接等干扰涡流信号的作业。集流管密封面必须用橡胶垫进行覆盖,防止设备吊装时磕碰密封面造成损伤。待检蒸汽发生器集流管密封盖已打开且集流管底部已安装防异物堵板。蒸汽发生器一次侧水室或集流管应排空,待检传热管应干燥。
4.4 电源要求
涡流检查设备所使用电源为(~220V、50HZ、16A),电源有良好的接地且接地电阻小于4欧姆。反应堆厂房34米平台涡流检查使用的供电电源箱应禁止其它作业项目使用,保证独立供电,避免对涡流信号造成干扰。
4.5 气源要求
核岛内提供压力不小于6MPa压空气源,气源距离待检蒸汽发生器距离不超过30米,提供的压缩空气应持续稳定供气并应尽量干燥。
4.6 制定计划及服务工作
蒸汽发生器换热表面由1万余根、规格为016×1.5mm传热管组成,其长度9.4-15米,材料为不锈钢。4台蒸汽发生器传热管100%涡流检查,冷端、热端总量约8万余,平均单台工期在15天左右。涡流检查数量大、工期长,而冷试前现场又处于建安阶段高峰期,交叉施工频繁,役前检查周期长、检验项目多、现场风险源繁杂、安全风险较高,因此业主方必须制定役前检查进度计划并通知总包方,总包方协调核岛安装承包方、土建承包方根据其施工安排给出役前检查实施窗口并明确相关的接口人员。
在涡流检查前由总包方组织检查,业主方办理提前介入等手续,检查区域移交至业主方负责。涡流检查实施期间若需配合服务工作,业主方应发起工作指令至总包方处,由总包方组织,包括脚手架的搭建和拆除、保温的拆除和恢复、设备管道油漆的去除和恢复、受检部件清洁、阻挡检验实施的临时设备的拆装等工作。
五、总结
通过田湾核电站3号机组蒸汽发生器役前检查配合工作,总包方在管理方面积累了经验,在过程中虽也有不足之处,但为后续新建核电站蒸汽发生器传热管涡流检查项目管理提供了借鉴、参考,为逐步优化完善、探索新的管理途径或合同模式提供了基础。
参考文献:
【1】胡兆祥、吴小亮,卧式蒸汽发生器传热管涡流检验方法与系统,电子世界,2012年14期
【2】朱良,卧式蒸汽发生器传热管涡流检查系统研制与应用,核动力工程,2019年03期