焦中杰，顏令博

（上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200000）

非能動(dòng)核電機(jī)組目前有AP1000、CAP1400類(lèi)型機(jī)組，其設(shè)計(jì)有非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)等非能動(dòng)專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施。在核島系統(tǒng)和設(shè)備安裝完成后，需要對(duì)系統(tǒng)管道進(jìn)行沖洗或吹掃，以保證管道清潔度滿(mǎn)足后續(xù)調(diào)試需求。在沖洗時(shí)，由于一回路的重要性，通常采用聯(lián)合沖洗方式對(duì)一回路相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。而系統(tǒng)沖洗由于需要水源、排水點(diǎn)，此時(shí)核島相應(yīng)的給水、排水系統(tǒng)尚未完成安裝，故需要采用臨時(shí)給水、排水系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。沖洗時(shí)由于管道內(nèi)存在雜質(zhì)，需要對(duì)相關(guān)精密儀表、部件進(jìn)行拆除，在完成沖洗后進(jìn)行恢復(fù)。故在系統(tǒng)沖洗期間，需要采用大量的臨時(shí)措施予以完成。本文著重介紹系統(tǒng)沖洗期間所使用的臨時(shí)措施，以及臨時(shí)措施使用期間遇到的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)反饋。

1 系統(tǒng)沖洗相關(guān)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)沖洗

系統(tǒng)沖洗，就是在系統(tǒng)安裝過(guò)程中及安裝后、調(diào)試前對(duì)核電站相關(guān)的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行清潔、沖洗，使系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定的清潔度要求，為系統(tǒng)調(diào)試創(chuàng)造條件。系統(tǒng)沖洗主要采用一次通過(guò)式?jīng)_洗、再循環(huán)沖洗、高壓水槍沖洗、手動(dòng)清潔、氣體吹掃和化學(xué)清洗等方法，對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的管道、泵、容器和閥門(mén)等設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行清洗，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的清潔度。

1.2 一回路聯(lián)合沖洗

一回路系統(tǒng)及其關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，主要包括反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）、非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)（PXS）、化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）、正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）及乏燃料水池冷卻系統(tǒng)（SFS）等[1]，這些系統(tǒng)在正常運(yùn)行期間直接與一回路冷卻劑接觸，其清潔度均要求為B級(jí)。此處的B級(jí)在ASMENQA-1中定義[2]，具體為以下3種情況。

（1）耐腐蝕合金：當(dāng)進(jìn)行目視檢查時(shí)，金屬表面應(yīng)清潔，沒(méi)有有機(jī)膜和污物；在20目或更細(xì)的濾網(wǎng)（或相當(dāng)?shù)模┥项w粒尺寸不大于0.794 mm×1.588 mm。在水沖洗的系統(tǒng)里，在流出的水里或網(wǎng)面上，沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的污物證據(jù)（油、變色等）。

（2）碳鋼和低合金鋼：當(dāng)進(jìn)行目視檢查時(shí)，除允許的大氣灰塵輕度沉積外，金屬表面應(yīng)清潔。倘若在1 m2的任何區(qū)域內(nèi)總計(jì)銹斑不超過(guò)0.013 9 m2，則分散的銹斑是允許的。在20目或更細(xì)的濾網(wǎng)（或相當(dāng)?shù)模┥项w粒尺寸不大于0.794 mm×1.588 mm。在水沖洗的系統(tǒng)里，在流出的水里或網(wǎng)面上，沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的污物證據(jù)（油、變色等）。

（3）由于以上系統(tǒng)的管道及設(shè)備材料均使用了不銹鋼，按照B級(jí)清潔度驗(yàn)收要求，應(yīng)在一回路聯(lián)合沖洗完成后，采用20目及以下濾網(wǎng)進(jìn)行驗(yàn)收。

由于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）、非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)（PXS）、化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）、正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）及乏燃料水池冷卻系統(tǒng)（SFS）等與一回路直接相連，在進(jìn)行系統(tǒng)沖洗時(shí)，必須多個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行，按照一定的邏輯順序沖洗，保證這些系統(tǒng)盡可能全部沖洗干凈達(dá)到B級(jí)清潔度，故統(tǒng)稱(chēng)為一回路聯(lián)合沖洗。

以正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）為例，其系統(tǒng)與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）、非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)（PXS），以及化學(xué)與容積控制系統(tǒng)（CVS）均有接口，在系統(tǒng)沖洗時(shí)，必須聯(lián)合進(jìn)行，以防止在某系統(tǒng)沖洗達(dá)到清潔度要求后，另一系統(tǒng)尚未沖洗，在沖洗后導(dǎo)致先前沖洗的系統(tǒng)被再次污染。正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）如圖1所示[1]。

圖1 正常余熱排出系統(tǒng)（RNS）簡(jiǎn)圖

2 系統(tǒng)沖洗臨時(shí)措施

核電廠(chǎng)在建安和調(diào)試期間，通常需要使用大量的臨時(shí)措施，這些臨時(shí)措施主要包括臨時(shí)電源、臨時(shí)照明、臨時(shí)消防、臨時(shí)氣源、臨時(shí)管道、臨時(shí)排水泵和排水管道、臨時(shí)暖通和除濕機(jī)、臨時(shí)風(fēng)機(jī)（包括熱風(fēng)機(jī)）及腳手架等。在系統(tǒng)進(jìn)行沖洗期間，一方面是由于系統(tǒng)沖洗的需求，即需要臨時(shí)給水源、臨時(shí)排水點(diǎn)和臨時(shí)電源等，為系統(tǒng)沖洗提供動(dòng)力源、除鹽水及合適的排水點(diǎn)；另一方面是由于系統(tǒng)本身需求，在系統(tǒng)管道未完成清潔前，相關(guān)設(shè)備如精密儀表不能進(jìn)行安裝而需要采取的臨時(shí)措施，如跨接管、臨時(shí)濾網(wǎng)和盲板封堵等。

2.1 單系統(tǒng)沖洗臨時(shí)措施

單系統(tǒng)沖洗臨時(shí)措施，指的是單個(gè)系統(tǒng)沖洗期間需要增加或移除的設(shè)備設(shè)施。從類(lèi)型上分為6類(lèi)。

（1）濾網(wǎng)

包括預(yù)留正式濾網(wǎng)和安裝臨時(shí)濾網(wǎng)。預(yù)留正式濾網(wǎng)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)自帶的濾網(wǎng)，且在系統(tǒng)沖洗期間執(zhí)行過(guò)濾功能。安裝臨時(shí)濾網(wǎng)即系統(tǒng)設(shè)計(jì)上無(wú)該濾網(wǎng)，因?yàn)橄到y(tǒng)沖洗需求在沖洗期間必須安裝的濾網(wǎng)。

（2）跨接管

跨接管用于將移除精密儀表或設(shè)備后的管道連接起來(lái)，使用跨接管類(lèi)型包括多級(jí)孔板移除、法蘭連接閥門(mén)移除、濾網(wǎng)移除跨接、水源/氣源跨接、熱交換器跨接、泵跨接及計(jì)量?jī)x表(渦輪流量計(jì)、蝸街流量計(jì)、對(duì)夾式孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)）跨接等。

（3）閥門(mén)臨時(shí)措施

由于部分閥門(mén)閥芯中有密集濾網(wǎng)或其他精密部件，在沖洗時(shí)需要將閥門(mén)閥芯移除或?qū)㈤y門(mén)整體移除，以保護(hù)閥門(mén)不受雜質(zhì)沖擊損傷。閥門(mén)臨時(shí)措施包括：沖洗前不安裝閥門(mén)、安裝后移除閥門(mén)及閥芯拆除閥門(mén)等。

（4）計(jì)量?jī)x表

計(jì)量?jī)x表主要指安裝在沖洗路徑中的流量計(jì)（取壓法蘭為焊接式的孔板流量計(jì)）、差壓變送器、壓力變送器及液位開(kāi)關(guān)等結(jié)構(gòu)部件或部分結(jié)構(gòu)部件。在沖洗期間為保護(hù)儀表不受雜質(zhì)沖擊損傷，需要將儀表移除或者不安裝。

（5）預(yù)留焊口

預(yù)留焊口主要應(yīng)對(duì)管道連接后無(wú)法進(jìn)行沖洗，或沖洗后異物進(jìn)入下游設(shè)備后無(wú)法清理等情況，在系統(tǒng)管道安裝過(guò)程中，根據(jù)沖洗方案暫時(shí)不焊接該管段，待完成管道沖洗且清潔度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再恢復(fù)管道連接。

（6）臨時(shí)封堵

臨時(shí)封堵主要是指移除正式物項(xiàng)后使用臨時(shí)管道跨接或替代的物項(xiàng)，僅采用臨時(shí)措施封堵/隔離的設(shè)備，保證系統(tǒng)沖洗期間不會(huì)從該處發(fā)生跑水。

2.2 一回路聯(lián)合沖洗臨時(shí)措施

一回路聯(lián)合沖洗臨時(shí)措施除了上述單系統(tǒng)臨時(shí)措施外，還需額外配備一些公用系統(tǒng)臨時(shí)措施，為各系統(tǒng)沖洗提供支持。主要包括以下幾類(lèi)（包括但不限于）：

（1）給水母管

由于一回路聯(lián)合沖洗期間，正式除鹽水系統(tǒng)尚未完成安裝和調(diào)試，需要一套臨時(shí)給水系統(tǒng)為各系統(tǒng)沖洗提供除鹽水，故設(shè)計(jì)出一套沖洗臨時(shí)給水系統(tǒng)。該系統(tǒng)至少需要包括給水泵（含電機(jī)和控制柜）、隔離閥和管道，根據(jù)核島各系統(tǒng)沖洗需求，在合適的房間布置臨時(shí)供水隔離閥。隔離閥和供水管道尺寸需要系統(tǒng)沖洗用戶(hù)確定。在系統(tǒng)沖洗期間，需要啟動(dòng)給水泵，為給水管網(wǎng)提供一定壓力的除鹽水源，保證滿(mǎn)足系統(tǒng)沖洗期間的流量和壓力要求。

（2）排水母管

由于一回路聯(lián)合沖洗期間，核島相應(yīng)的廢水排放系統(tǒng)尚未完成安裝和調(diào)試，需要一套臨時(shí)排水系統(tǒng)，為各系統(tǒng)沖洗期間廢水排放提供合適的排水點(diǎn)。一般情況下，需要廠(chǎng)房預(yù)埋地漏及管道完成安裝，以保證相關(guān)地坑或箱體可以接收廢水。再在相應(yīng)地坑或箱體中設(shè)置潛水泵，通過(guò)臨時(shí)管道和臨時(shí)閥門(mén)連接至廠(chǎng)區(qū)合適排水點(diǎn)，以便保證系統(tǒng)沖洗期間排水通暢。

（3）管堵氣囊

在一回路聯(lián)合沖洗期間，由于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）主泵未安裝或正在安裝，需要使用合適的封堵，將未清潔達(dá)標(biāo)的一回路冷管段、熱管段與主泵隔離開(kāi)，防止主泵被污染或跑水。此時(shí)需要一種獨(dú)特的封堵隔離方式，在非能動(dòng)核電機(jī)組中通常采用管堵氣囊，及采用特殊橡膠材質(zhì)、內(nèi)部設(shè)置金屬襯里的氣囊，通過(guò)注入壓縮空氣保持其可以膨脹，與一回路管段緊密貼合，達(dá)到密封隔離的效果。

（4）氣動(dòng)堵頭

由于非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)內(nèi)置換料水箱底部設(shè)有2個(gè)地坑及濾網(wǎng)，在系統(tǒng)沖洗期間需要使用一種手段將水箱與下游管道可以有效隔離，使用時(shí)可打開(kāi)提供水源。為此，非能動(dòng)核電機(jī)組設(shè)計(jì)有一種水下氣動(dòng)堵頭，可以通過(guò)壓縮空氣提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和打開(kāi)的效果。

（5）儀表脹塞

在一回路聯(lián)合沖洗期間，部分熱電偶、熱電阻儀表及套管需要拆除，但拆除后管道上會(huì)留有孔洞，為此需要使用脹塞來(lái)提供封堵，此類(lèi)封堵可以保證管道邊界的完整性。

2.3 臨時(shí)措施經(jīng)驗(yàn)反饋

在系統(tǒng)沖洗期間，由于正式設(shè)備安裝不正確、臨時(shí)措施安裝不可靠等，沖洗過(guò)程中發(fā)生跑水、設(shè)備故障等多種問(wèn)題?，F(xiàn)將系統(tǒng)沖洗及一回路聯(lián)合沖洗期間遇到的典型問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。

2.3.1 臨時(shí)設(shè)備故障

某核電廠(chǎng)在對(duì)臨時(shí)給水母管給水泵進(jìn)行首次試運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。而后正式啟動(dòng)，軟啟動(dòng)后，電流逐漸上升至220 A（額定電流210 A），超過(guò)額定電流限值，而后操作人員立即停運(yùn)給水泵。在給水泵停泵惰轉(zhuǎn)過(guò)程中，就地人員聽(tīng)到異音，且發(fā)現(xiàn)電機(jī)風(fēng)扇突然停止現(xiàn)象，無(wú)法通過(guò)手動(dòng)盤(pán)車(chē)。

經(jīng)對(duì)給水泵進(jìn)行解體后發(fā)現(xiàn)，葉輪與蝸殼發(fā)生抱死，經(jīng)咨詢(xún)泵廠(chǎng)家后，將泵軸一約4 mm厚墊片取出后回裝，泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常，可手動(dòng)盤(pán)車(chē)，且電流不超過(guò)額定電流，給水泵葉輪抱死現(xiàn)象如圖2所示。

圖2 給水泵葉輪抱死現(xiàn)象圖解

2.3.2 臨時(shí)設(shè)備損壞

某核電廠(chǎng)在進(jìn)行一回路聯(lián)合沖洗時(shí)，將給水母管閥門(mén)在線(xiàn)執(zhí)行完成后，啟動(dòng)給水泵向系統(tǒng)水箱供水，發(fā)現(xiàn)出口無(wú)流量，流量計(jì)示數(shù)為0，操作人員無(wú)法判斷問(wèn)題，故立即停運(yùn)給水泵進(jìn)行排查。

經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，該流道上共有2個(gè)6寸臨時(shí)閘閥，根據(jù)操作人員回憶，對(duì)2個(gè)閘閥操作時(shí)與以往不同，懷疑閥桿斷裂或閥瓣脫落。故對(duì)該2個(gè)6寸閘閥進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)閥瓣出現(xiàn)脫落。經(jīng)咨詢(xún)閥門(mén)廠(chǎng)家，告知在閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)不可過(guò)度用力，否則會(huì)容易導(dǎo)致閥瓣從閥桿上脫落。經(jīng)維修人員重新安裝閥瓣，閥門(mén)功能恢復(fù)正常。給水母管閘閥閥瓣脫落如圖3所示。

圖3 給水母管閘閥閥瓣脫落

2.3.3 臨時(shí)措施與正式物項(xiàng)沖突

由于一回路聯(lián)合沖洗需要設(shè)置給水母管和排水母管，母管貫穿整個(gè)核島安全殼、輔助廠(chǎng)房和附屬?gòu)S房。在現(xiàn)場(chǎng)母管施工過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生母管與正式物項(xiàng)沖突，不得已而修改母管路徑。在完成母管安裝后，由于正式設(shè)備安裝進(jìn)度推進(jìn)，又會(huì)發(fā)現(xiàn)新的物項(xiàng)沖突，需要對(duì)母管再次修改。此類(lèi)沖突導(dǎo)致母管多次修改。

2.3.4 跑冒滴漏

在系統(tǒng)沖洗及一回路聯(lián)合沖洗期間，經(jīng)常發(fā)生跑冒滴漏現(xiàn)象。究其原因，系統(tǒng)管道安裝不完整，或墊片安裝不規(guī)范，或臨時(shí)措施施工質(zhì)量差。

某核電機(jī)組在一回路聯(lián)合沖洗排水母管施工時(shí)，使用了大量的電焊，且焊工對(duì)待臨時(shí)措施安裝不認(rèn)真，施工質(zhì)量差，導(dǎo)致焊縫位置發(fā)生漏水現(xiàn)象，如圖4所示。而后切割后重新采用氬弧焊完成管道連接。

圖4 某核電排水母管焊縫施工質(zhì)量差

除了上述幾種典型問(wèn)題外，系統(tǒng)沖洗期間還有正式設(shè)備安裝質(zhì)量差、泵振動(dòng)高等多種問(wèn)題。

2.4 臨時(shí)措施管理思路

由于系統(tǒng)沖洗使用大量臨時(shí)措施、除鹽水，且系統(tǒng)安裝完成程度不高，極易發(fā)生故障和缺陷等問(wèn)題。為保證系統(tǒng)沖洗及一回路聯(lián)合沖洗安裝可靠的進(jìn)行，需要加強(qiáng)沖洗期間的臨時(shí)措施管理。主要包含以下幾條。

（1）合理臨時(shí)措施設(shè)計(jì)

基于上述典型問(wèn)題，針對(duì)臨時(shí)措施與正式物項(xiàng)干涉問(wèn)題，需要在臨時(shí)措施設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格進(jìn)行沖突檢查，采用立體圖等方式，也可加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合檢查，提前發(fā)現(xiàn)沖突路徑所在，并對(duì)臨時(shí)措施施工方案進(jìn)行調(diào)整，避免后期修改導(dǎo)致工期浪費(fèi)，進(jìn)而影響系統(tǒng)沖洗進(jìn)展。

（2）選擇合格供應(yīng)商

合格的供應(yīng)商才能提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。臨時(shí)措施不代表一次性使用，不代表質(zhì)量差。臨時(shí)措施同樣需要按照正式物項(xiàng)對(duì)待，在根據(jù)施工方案采購(gòu)相關(guān)設(shè)施設(shè)備時(shí)，嚴(yán)格按照技術(shù)要求甄別判斷，選擇合格的供應(yīng)商，提供滿(mǎn)足系統(tǒng)沖洗所需要求的設(shè)備，保證系統(tǒng)沖洗可靠進(jìn)行。

（3）嚴(yán)格按照方案施工

一般現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)措施施工會(huì)選擇與正式物項(xiàng)安裝相同的單位一并進(jìn)行。而安裝單位對(duì)待臨時(shí)措施重視程度不夠，從而導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備安裝質(zhì)量差，如法蘭漏水、焊縫存在砂眼等。為杜絕該現(xiàn)象，需加強(qiáng)臨時(shí)措施施工單位管理，嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工，同時(shí)嚴(yán)格按照質(zhì)量管理要求進(jìn)行檢驗(yàn)檢查，確保安裝質(zhì)量滿(mǎn)足系統(tǒng)沖洗要求。

（4）加強(qiáng)臨時(shí)措施驗(yàn)收

在臨時(shí)措施安裝完成后，系統(tǒng)沖洗開(kāi)始前，需要加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)措施整體驗(yàn)收。重點(diǎn)要加強(qiáng)對(duì)法蘭螺栓力矩、法蘭對(duì)中、墊片選型、焊縫PT及水壓試驗(yàn)等檢查，通過(guò)一系列質(zhì)量檢查，提前發(fā)現(xiàn)臨時(shí)措施安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題，及時(shí)糾正，確保系統(tǒng)沖洗時(shí)滿(mǎn)足質(zhì)量要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了非能動(dòng)核電機(jī)組核島系統(tǒng)沖洗期間臨時(shí)措施的種類(lèi)，以及一回路聯(lián)合沖洗相應(yīng)的概念。針對(duì)系統(tǒng)沖洗期間遇到的典型問(wèn)題進(jìn)行了分類(lèi)分析，并針對(duì)遇到的問(wèn)題，提出了合理的管理思路，對(duì)于后續(xù)機(jī)組系統(tǒng)沖洗及一回路聯(lián)合沖洗期間的臨時(shí)措施管理提供了一定的支持。