□蔣春榮 王 偉 黎有坤

一、引言

在機組大修時，一回路主設備的在役檢查工作是大修關鍵主線工作，至關重要。反應堆壓力容器在役檢查時，需反應堆充水至約15m水位，而蒸汽發(fā)生器水室及傳熱管的檢查需蒸汽發(fā)生器內部保持無水，兩者對水位要求相悖。為滿足兩者同時檢查，縮短大修周期的要求，需在蒸汽發(fā)生器給水進口和出口位置處安裝氣密堵板，將蒸汽發(fā)生器隔離出來，這樣對反應堆內進行充水將不影響蒸汽發(fā)生器的役檢工作。同時，氣密堵板的安裝可避免在蒸汽發(fā)生器內部檢查時異物落入主管道，免于因異物對一回路設備造成損壞。

蒸汽發(fā)生器氣密堵板作為一回路主設備的隔離邊界，其密封可靠性、持續(xù)性至關重要，如其密封不良，將導致一回路放射性水通過蒸汽發(fā)生器一次側入孔處泄漏，造成反應堆廠房內設備、人員等的損壞、沾污等嚴重事件。因此，合理選擇可靠的氣密堵板，并正確可靠安裝，才能保證氣密堵板的密封可靠性，從而保證大修的進度和質量，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。

二、氣密堵板系統(tǒng)

(一)氣密堵板結構。氣密堵板由兩個半圓板、一個中間板組及密封隔膜組成。兩個半圓板及一個中間板組合成圓形堵板結構，形成密封法蘭結構，以保證隔膜密封。兩個小半圓邊板，每個包含4套固定螺栓，用來與蒸汽發(fā)生器給水進出口法蘭面上的螺栓孔進行連接，以固定堵板并形成密封。兩個小半圓邊板內邊的末端設置了兩個凸臺，用來限制中間堵板部件，因此中間板不需要通過螺栓進行固定。中間板上設置有兩個導向銷，以便在安裝時與蒸汽發(fā)生器給水口法蘭面上的定位孔進行對正。

(二)密封原理。堵板密封隔膜為一層隔膜，固定在堵板的中間板上，一共有3道密封，從內到外分別為濕密封、干密封、自密封。濕密封和干密封均為氣動密封，采用耐輻照的材料制造；自密封處于兩道氣動密封的下游，作為安全設施，在兩道氣動密封失效緊急情況下，可限制泄漏率。密封隔膜連接有3根氣管，其中2個用于連接2道氣動密封，另外1個為泄漏監(jiān)測管，監(jiān)測點位于兩道氣動密封之間。

(三)控制臺。一個控制臺可連接并監(jiān)控2套氣密堵板。每個氣密堵板的干密封和濕密封通過控制臺進行獨立充壓，分別監(jiān)控各自壓力?？刂婆_有2個氣源接口，一個為主氣源，一般連接到廠房固定的壓空系統(tǒng)中，另一個為備用氣源，可以連接到壓縮氣瓶或移動式壓空機，以便在失去主氣源時緊急投用備用氣源，以保障氣密堵板兩道密封的氣壓穩(wěn)定，保證密封的可靠性。

控制臺為每個堵板配套有一套泄漏監(jiān)測和報警系統(tǒng)，當控制臺供氣壓力低于設定值或濕密封失效泄漏等緊急情況發(fā)生時，控制臺的報警系統(tǒng)將響起，以提醒值班人員進行原因分析，快速判斷后進行干預。報警系統(tǒng)留有信號線接口，可將報警信號連接傳輸?shù)街骺厥?，主控室操作員可與現(xiàn)場人員同步發(fā)現(xiàn)報警，以便操作員在確定報警后及時響應，迅速采取措施控制事態(tài)變化，防止惡化。

控制臺上還設有1個排泄口，可排出從濕密封泄漏到泄漏監(jiān)測環(huán)中的介質。

三、氣密堵板系統(tǒng)的準備

(一)部件檢查。對氣密堵板系統(tǒng)各部件進行檢查，主要檢查內容：一是半圓板、中間板等金屬部件有無損壞、腐蝕等缺陷；二是半圓板上固定螺栓組件等緊固件是否有松動或脫落，螺紋是否有缺陷；三是隔膜組件的完整性，是否存在老化或裂紋等缺陷(重點)，以小氣壓充入干、濕兩道氣動密封膠囊中，檢查有無泄漏；四是中間板上氣管的接頭是否牢固，氣管是否存在老化或裂紋等缺陷；五是控制柜的完整性，壓力表等計量元件是否在校驗合格期內。

(二)人員培訓及訓練。蒸汽發(fā)生器一次側內部環(huán)境計量非常高，從輻射防護最優(yōu)化的角度出發(fā)，需要堵板安裝人員非常熟悉堵板系統(tǒng)結構，并熟練掌握堵板的安裝技能，在最短的時間內安裝完成，且保證安裝成功率。為此，堵板安裝人員每次在進行堵板安裝作業(yè)前，必須在蒸汽發(fā)生器模擬體上經(jīng)過嚴格訓練，并經(jīng)測試合格。

(三)組裝測試。蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)的可靠性直接關系到核安全，故氣密堵板系統(tǒng)在使用前必須經(jīng)過測試，確保系統(tǒng)安全可靠。在氣密堵板安裝人員訓練完成后，須再次對系統(tǒng)各部件檢查，確認無任何缺陷后，對堵板系統(tǒng)進行組裝，并在模擬體平臺上進行測試。氣密堵板系統(tǒng)的測試，因氣密堵板系統(tǒng)使用頻率較低，放置時間較長，建議至少在氣密堵板系統(tǒng)使用前1個月進行，以檢驗氣密堵板系統(tǒng)的可靠性，發(fā)現(xiàn)問題及時進行解決，檢查合格后各部件放置在溫度適宜的環(huán)境中，且妥善包裹放置，防止無關人員誤動；如有條件，在氣密堵板系統(tǒng)使用前1周，再次對堵板密封系統(tǒng)進行測試，以確保系統(tǒng)安全可靠。

四、氣密堵板系統(tǒng)的安裝

海南昌江核電蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)安裝流程如下：第一，設置堵板系統(tǒng)控制臺位置，布置氣源、電源管線等。第二，安裝人員進入蒸汽發(fā)生器一次側安裝堵板。第三，檢查人員進入蒸汽發(fā)生器檢查堵板安裝。第四，通過氣管連接堵板與控制臺。第五，設置控制臺參數(shù)。第六，檢查堵板保壓是否正常，如正常則安裝工作結束，否則從第二步開始重新檢查。

安裝流程中，進入蒸汽發(fā)生器一次側安裝堵板是關鍵，安裝人員必須經(jīng)過嚴格培訓和測試。一個堵板的安裝一般需要2個安裝人員和1名檢查人員，每名安裝人員的作業(yè)時間約60S，第一名安裝人員主要負責將中間板安裝就位，確保隔膜正確就位后，將兩個半圓板安裝就位，同時，每個板手動帶上1顆固定螺栓；第二名安裝人員主要負責檢查密封隔膜是否安裝正確，確認正確后安裝兩個半圓板的所有8顆固定螺栓，并用扳手擰緊，直至半圓板上的就位凸點正確凸起，同時，安裝水室內輸水孔塞子；檢查人員主要負責檢查堵板是否安裝正確，確保隔膜無壓偏或折皺，檢查輸水孔塞子安裝正確。一臺蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)至少需要安裝人員4名和檢查人員1名，另外，應至少預留2名安裝人員作為預備隊，以應對安裝過程中人員緊張、安裝失誤等異常突發(fā)情況。

此外，控制臺的各項參數(shù)必須嚴格按照說明書中要求的數(shù)值進行設定，并且在設置完成后，檢查確認堵板保壓正常，壓力無變化，否則說明堵板安裝存在異常，需拆除堵板后重新安裝。

堵板安裝中需特別注意事項：一是氣管的安裝必須一一對應，不能錯接(氣管接頭有顏色標識)；二是堵板上紅色凸點需高出堵板平面；三是密封隔膜正確就位，無折皺或收縮；四是安裝人員如出現(xiàn)心理緊張或其他突發(fā)情況，應及時更換人員；五是安裝人員進入蒸汽發(fā)生器內部作業(yè)時，如在規(guī)定作業(yè)時間內無法完成既定計劃的工作內容，應及時撤出，并將內部工作情況及時跟下一名人員交接，不得隨意延長在蒸汽發(fā)生器內部工作時間，以免造成人員承受過高輻射劑量。

五、結語

海南昌江核電所用WR型氣密堵板系統(tǒng)在國內外核電機組有廣泛的應用，經(jīng)過各核電廠的實際應用驗證，性能可靠。但該廠工作人員對蒸汽發(fā)生器氣密堵板系統(tǒng)的使用和操作經(jīng)驗不足，還有很多可優(yōu)化改進的地方，比如半圓板固定螺栓的安裝等。

M310機組設計相對較早，受蒸汽發(fā)生器結構限制等因素制約，氣密堵板系統(tǒng)存在結構較笨重、堵板安裝時間較長、自動化程度不高等不足。相比較下，第四代核電技術(如AP1000)蒸汽發(fā)生器結構進一步優(yōu)化，新型密封堵板系統(tǒng)結構更簡單，操作更方便，可大大降低堵板安裝人員所受輻照[2]。隨著新技術的發(fā)展和應用，希望可開發(fā)出更簡便、更易操作、自動化程度高、無需人員進入蒸汽發(fā)生器內部操作的安全可靠蒸汽發(fā)生器密封堵板系統(tǒng)。