核電站閘閥鍋爐效應的解決方案

　　介紹了采用堵塞封堵核電站閘閥閥座壓力平衡孔的方法，論述了為防止鍋爐效應新增管線(xiàn)和閥門(mén)的選擇、安裝和檢測。

1、概述

　　閘閥的“鍋爐效應”本質(zhì)上是一種溫度效應，當熱源加熱處于關(guān)閉狀態(tài)的閘閥時(shí)，其內部空間有一個(gè)較大的壓力上升，這一壓力升高將使得閘閥無(wú)法開(kāi)啟或閘板出現變形而不能保證其密封性能。在核電站系統，為了解決鍋爐效應一般在閘閥的下游閥座上開(kāi)設平衡孔，用以連通閥座上部空間與閘閥下游，泄放超高的壓力。由于這些閘閥在核電站反應堆停堆大修期間需要對其進(jìn)行密封性試驗，試驗時(shí)需要對平衡孔進(jìn)行臨時(shí)封堵，試驗后再打開(kāi)平衡孔。真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為每次封堵或打開(kāi)平衡孔均需要對閘閥進(jìn)行解體和回裝，造成了人力、物力及資金等的浪費，同時(shí)也增加了操作人員的輻照劑量。所以有必要永久封堵平衡孔，采用一種更加方便有效的平衡閥門(mén)壓力的方法。

2、改進(jìn)方法

　　某核電站2 號機組反應堆余熱排出系統(RRA) 閘閥的出口閥座設置了一個(gè)直徑約6mm 的平衡孔(圖1) 。為了永久封堵閥座平衡孔，采用了焊接堵塞并加裝旁通管線(xiàn)連接閘閥的填料吹掃孔與閘閥的下游。在新增旁通管線(xiàn)上設置常開(kāi)手動(dòng)截止閥，從而起到平衡孔的作用。在旁通管線(xiàn)上設置帶有盲板的支管，在進(jìn)行試驗時(shí)打開(kāi)盲板連接OPERA專(zhuān)用試驗臺架(圖2) 。

圖1 帶平衡孔的閘閥

　　封堵閥座平衡孔的堵塞為圓柱錐形體，其易于安裝并且可以有效限制潛在放射性污染物的輻射影響。堵塞采用與閥座相同材料Z2CND - 12N2 的棒材加工，以避免在機組運行過(guò)程中出現由于材料的不同而導致的材料熱膨脹差異。經(jīng)力學(xué)性能評價(jià)分析，堵塞的軸向應力和剪切應力均滿(mǎn)足工況要求。堵塞焊接時(shí)為了避免焊絲表皮產(chǎn)生的金屬飛濺，對焊接點(diǎn)周?chē)�采取不銹鋼保護套進(jìn)行保護。焊接完成后對焊縫區域進(jìn)行拋光、打磨，并按照相關(guān)要求進(jìn)行了滲透檢驗。經(jīng)過(guò)分析，由于閥座比較厚，相對于閥座的尺寸，平衡孔的直徑較小，并且焊接金屬熔敷的空間很小，所以在焊接過(guò)程中不會(huì )導致閥座變形。

圖2 閘閥閥座平衡孔封堵方案

　　結合現場(chǎng)的實(shí)際情況分析，新增管線(xiàn)和閥門(mén)的選用、安裝、可維修性和可操作性不影響現場(chǎng)管線(xiàn)和設備的運行，并滿(mǎn)足RCCM 和RCCP 的有關(guān)物項分級的要求。

3、系統運行

　　在核電站正常運行階段，管線(xiàn)上新增的截止閥保持常開(kāi)狀態(tài)，以平衡閘閥上下游的壓力。在核電站大修期間，當需要使用OPERA 臺架對閘閥進(jìn)行密封性試驗時(shí)，首先關(guān)閉截止閥，取下新增管線(xiàn)支管上的盲板，通過(guò)該孔直接與OPERA 臺架連接，進(jìn)行相關(guān)的試驗。試驗完成后，斷開(kāi)系統與臺架的連接，重新將支管進(jìn)行封堵，開(kāi)啟閥門(mén)，保持機組正常運行時(shí)的狀態(tài)。

4、結語(yǔ)

　　RRA 系統閘閥平衡孔封堵后，新增加的管線(xiàn)和閥門(mén)使得閘閥的定期密封性試驗變得簡(jiǎn)單可靠，提高了工作效率，節省了資金，降低了帶輻射環(huán)境的操作過(guò)程和時(shí)間。保證了系統工況的運行。