压水堆核电站余热排出系统进口死管道改进分析

刘金岩

摘 要：压水堆核电站余热排出系统进口“死管段”是采用M310改进型CPR1000技术的核电站安全分析和环境评价共性问题之一，宁德核电余热排出系统死管段改造工作在借鉴国内外同类型机组和参考电站的基础上，积极探索各种潜在可行方案，在方案经过国家核安全局认可后进行实施，该项改造有效地控制和避免了“死管段”的腐蚀现象，提高了机组运行的安全性和经济性。

关键词：死管段；核电站；分析

1 改造背景

“死管段”是指那些与一回路相连但在机组正常运行情况下其内流体不流动的管段。当核电站一回路升温升压或者功率运行过程中，这些管段内的静止流体被一回路加热产生热分层或汽化，并最终导致管道内壁和阀门部件腐蚀。

余热排出系统进口就属于典型的“死管段”，在岭澳一期核电站，因未对此处进行改造，导致死管段处的阀门RCP215VP在机组才刚刚运行了一个循环后就发现阀座严重腐蚀，经过多次研磨后仍无法完全消除腐蚀坑，严重威胁到了机组的安全稳定运行。

经过不断地探索和试验，确认余热排出系统进口死管段腐蚀问题是由持续不断的热工水力现象引起的，这些热工水力现象主要表现为：

？荩死管段内顶部和底部之间存在热分层，当这种热分层不稳定时更为有害；

？荩一回路通过RCP阀门不断给“死管段”内静止液体加热，如果温度达到管道内部的压力对应的饱和温度，就会导致管道内形成水/汽两相，当管道内排气不充分而存在空气时更会加速腐蚀的产生。

2 改进设计基准

余热排出系统进口“死管段”改进设计方案采用对“死管段”增压的设计原理，吸取同类型电站的成功经验，同时结合在建项目的不同实际特点，在满足标准规范和主系统安全功能要求的前提下，制定切实有效的改进方案，有效控制和避免“死管段”腐蚀现象，提高机组运行的安全性和经济性。

3 改进方案

该方案中阀门RRA001/021VP和RCP212/215VP上有平衡孔用来抵消阀门本体的锅炉效应，逆止阀RCO354VP用于和上游管道连接，连接处有9.5mm的限流孔，其与RIS系统的接口用来在机组启动阶段对RRA001/021VP和RCP212/215VP进行密封性试验。

相对于改造前，本方案将逆止阀修改为手动隔离阀RCP354VP，保持常开状态，使死管段压力与一回路一致，避免汽化。其次取消启动隔离阀RCP130VP，并以管帽封堵，手动隔离阀RCP354VP前增设3mm的限流孔板，同时，对余热排出系统进口隔离阀RRA001VP的平衡孔进行封堵，增设其密封性试验管线（RRA224VP所在管线），正常运行期间，RRA224VP保持开启，以避免RRA001VP的锅炉效应。

该方案取消了3mm的限流孔板，将原管座处的9.5mm限流孔修改为3mm限流孔，再增加一个带3mm限流孔的管座与管道连接。

手动隔离阀RCP354VP保持常开，通过与一回路连接对死管段进行增压，用以消除死管段腐蚀现象，同时阀门本体制造过程中已增加旁通阀，防止阀门本体出现锅炉效应，故此处取消了平衡孔。在冷态工况下，通过专用装置可对RCP212/215和RRA001/021VP进行密封性试验，故取消试验管线。

4 可行性分析

4.1 双重隔离分析

按照RRC-P规范要求，一回路系统需设置双重隔离，但内径小于25mm的管段不在一回路范围内。RCP354/355VP阀门所在管线内径为15.6mm，因此其管线可不设置双重隔离，而对于其旁通阀流道上RCP212/215VP和RRA001/021VP阀门仍承担着大管的隔离功能，满足了规范要求的双重隔离。

4.2 主系统水装量分析

对于可能发生的反应堆冷却剂泄漏量问题，系统设计仅要求不可识别泄漏率应小于230L/h，总泄漏率应小于2300L/h，而不对具体发生泄漏处的泄漏率进行规定，故改进后，不影响反应堆冷却剂系统水装量的识别。

4.3 限流孔的分析

在主管道和小管连接处设计3mm的限流孔目的是将孔径限制小于9.5mm，保证旁路管线在发生破裂的情况下，能通过化学和容积控制系统对反应堆冷却剂系统水装量进行补偿，而不启动安注系统；另一个目的是增加管道阻力，在机组正常运行中余热排出系统入口隔离阀意外开启情况下，尽可能降低从RCP系统通过旁路管线流出的泄漏量。

5 结束语

在余热排出系统进口死管段改造过程中，结合成功电站经验和宁德电站实际情况，对死管段改造方案进行不断筛选和优化，最终保证了方案的顺利实施，并接受了核电站商业运行的检验，证明了方案的成功。此项改进，不单单加强了电站运行的安全性和经济性，更提升了核电机组的自主设计优化能力，为我国后续建设的核电项目提供了良好的参考和借鉴。

参考文献

[1]中国百万千瓦级核电自主化依托工程.中国原子能出版社.2013.

[2]RRA进口死管段改进论证报告.深圳中广核工程设计有限公司.2010.endprint

摘 要：压水堆核电站余热排出系统进口“死管段”是采用M310改进型CPR1000技术的核电站安全分析和环境评价共性问题之一，宁德核电余热排出系统死管段改造工作在借鉴国内外同类型机组和参考电站的基础上，积极探索各种潜在可行方案，在方案经过国家核安全局认可后进行实施，该项改造有效地控制和避免了“死管段”的腐蚀现象，提高了机组运行的安全性和经济性。

关键词：死管段；核电站；分析

1 改造背景

“死管段”是指那些与一回路相连但在机组正常运行情况下其内流体不流动的管段。当核电站一回路升温升压或者功率运行过程中，这些管段内的静止流体被一回路加热产生热分层或汽化，并最终导致管道内壁和阀门部件腐蚀。

余热排出系统进口就属于典型的“死管段”，在岭澳一期核电站，因未对此处进行改造，导致死管段处的阀门RCP215VP在机组才刚刚运行了一个循环后就发现阀座严重腐蚀，经过多次研磨后仍无法完全消除腐蚀坑，严重威胁到了机组的安全稳定运行。

经过不断地探索和试验，确认余热排出系统进口死管段腐蚀问题是由持续不断的热工水力现象引起的，这些热工水力现象主要表现为：

？荩死管段内顶部和底部之间存在热分层，当这种热分层不稳定时更为有害；

？荩一回路通过RCP阀门不断给“死管段”内静止液体加热，如果温度达到管道内部的压力对应的饱和温度，就会导致管道内形成水/汽两相，当管道内排气不充分而存在空气时更会加速腐蚀的产生。

2 改进设计基准

余热排出系统进口“死管段”改进设计方案采用对“死管段”增压的设计原理，吸取同类型电站的成功经验，同时结合在建项目的不同实际特点，在满足标准规范和主系统安全功能要求的前提下，制定切实有效的改进方案，有效控制和避免“死管段”腐蚀现象，提高机组运行的安全性和经济性。

3 改进方案

该方案中阀门RRA001/021VP和RCP212/215VP上有平衡孔用来抵消阀门本体的锅炉效应，逆止阀RCO354VP用于和上游管道连接，连接处有9.5mm的限流孔，其与RIS系统的接口用来在机组启动阶段对RRA001/021VP和RCP212/215VP进行密封性试验。

相对于改造前，本方案将逆止阀修改为手动隔离阀RCP354VP，保持常开状态，使死管段压力与一回路一致，避免汽化。其次取消启动隔离阀RCP130VP，并以管帽封堵，手动隔离阀RCP354VP前增设3mm的限流孔板，同时，对余热排出系统进口隔离阀RRA001VP的平衡孔进行封堵，增设其密封性试验管线（RRA224VP所在管线），正常运行期间，RRA224VP保持开启，以避免RRA001VP的锅炉效应。

该方案取消了3mm的限流孔板，将原管座处的9.5mm限流孔修改为3mm限流孔，再增加一个带3mm限流孔的管座与管道连接。

手动隔离阀RCP354VP保持常开，通过与一回路连接对死管段进行增压，用以消除死管段腐蚀现象，同时阀门本体制造过程中已增加旁通阀，防止阀门本体出现锅炉效应，故此处取消了平衡孔。在冷态工况下，通过专用装置可对RCP212/215和RRA001/021VP进行密封性试验，故取消试验管线。

4 可行性分析

4.1 双重隔离分析

按照RRC-P规范要求，一回路系统需设置双重隔离，但内径小于25mm的管段不在一回路范围内。RCP354/355VP阀门所在管线内径为15.6mm，因此其管线可不设置双重隔离，而对于其旁通阀流道上RCP212/215VP和RRA001/021VP阀门仍承担着大管的隔离功能，满足了规范要求的双重隔离。

4.2 主系统水装量分析

对于可能发生的反应堆冷却剂泄漏量问题，系统设计仅要求不可识别泄漏率应小于230L/h，总泄漏率应小于2300L/h，而不对具体发生泄漏处的泄漏率进行规定，故改进后，不影响反应堆冷却剂系统水装量的识别。

4.3 限流孔的分析

在主管道和小管连接处设计3mm的限流孔目的是将孔径限制小于9.5mm，保证旁路管线在发生破裂的情况下，能通过化学和容积控制系统对反应堆冷却剂系统水装量进行补偿，而不启动安注系统；另一个目的是增加管道阻力，在机组正常运行中余热排出系统入口隔离阀意外开启情况下，尽可能降低从RCP系统通过旁路管线流出的泄漏量。

5 结束语

在余热排出系统进口死管段改造过程中，结合成功电站经验和宁德电站实际情况，对死管段改造方案进行不断筛选和优化，最终保证了方案的顺利实施，并接受了核电站商业运行的检验，证明了方案的成功。此项改进，不单单加强了电站运行的安全性和经济性，更提升了核电机组的自主设计优化能力，为我国后续建设的核电项目提供了良好的参考和借鉴。

参考文献

[1]中国百万千瓦级核电自主化依托工程.中国原子能出版社.2013.

[2]RRA进口死管段改进论证报告.深圳中广核工程设计有限公司.2010.endprint

摘 要：压水堆核电站余热排出系统进口“死管段”是采用M310改进型CPR1000技术的核电站安全分析和环境评价共性问题之一，宁德核电余热排出系统死管段改造工作在借鉴国内外同类型机组和参考电站的基础上，积极探索各种潜在可行方案，在方案经过国家核安全局认可后进行实施，该项改造有效地控制和避免了“死管段”的腐蚀现象，提高了机组运行的安全性和经济性。

关键词：死管段；核电站；分析

1 改造背景

“死管段”是指那些与一回路相连但在机组正常运行情况下其内流体不流动的管段。当核电站一回路升温升压或者功率运行过程中，这些管段内的静止流体被一回路加热产生热分层或汽化，并最终导致管道内壁和阀门部件腐蚀。

余热排出系统进口就属于典型的“死管段”，在岭澳一期核电站，因未对此处进行改造，导致死管段处的阀门RCP215VP在机组才刚刚运行了一个循环后就发现阀座严重腐蚀，经过多次研磨后仍无法完全消除腐蚀坑，严重威胁到了机组的安全稳定运行。

经过不断地探索和试验，确认余热排出系统进口死管段腐蚀问题是由持续不断的热工水力现象引起的，这些热工水力现象主要表现为：

？荩死管段内顶部和底部之间存在热分层，当这种热分层不稳定时更为有害；

？荩一回路通过RCP阀门不断给“死管段”内静止液体加热，如果温度达到管道内部的压力对应的饱和温度，就会导致管道内形成水/汽两相，当管道内排气不充分而存在空气时更会加速腐蚀的产生。

2 改进设计基准

余热排出系统进口“死管段”改进设计方案采用对“死管段”增压的设计原理，吸取同类型电站的成功经验，同时结合在建项目的不同实际特点，在满足标准规范和主系统安全功能要求的前提下，制定切实有效的改进方案，有效控制和避免“死管段”腐蚀现象，提高机组运行的安全性和经济性。

3 改进方案

该方案中阀门RRA001/021VP和RCP212/215VP上有平衡孔用来抵消阀门本体的锅炉效应，逆止阀RCO354VP用于和上游管道连接，连接处有9.5mm的限流孔，其与RIS系统的接口用来在机组启动阶段对RRA001/021VP和RCP212/215VP进行密封性试验。

相对于改造前，本方案将逆止阀修改为手动隔离阀RCP354VP，保持常开状态，使死管段压力与一回路一致，避免汽化。其次取消启动隔离阀RCP130VP，并以管帽封堵，手动隔离阀RCP354VP前增设3mm的限流孔板，同时，对余热排出系统进口隔离阀RRA001VP的平衡孔进行封堵，增设其密封性试验管线（RRA224VP所在管线），正常运行期间，RRA224VP保持开启，以避免RRA001VP的锅炉效应。

该方案取消了3mm的限流孔板，将原管座处的9.5mm限流孔修改为3mm限流孔，再增加一个带3mm限流孔的管座与管道连接。

手动隔离阀RCP354VP保持常开，通过与一回路连接对死管段进行增压，用以消除死管段腐蚀现象，同时阀门本体制造过程中已增加旁通阀，防止阀门本体出现锅炉效应，故此处取消了平衡孔。在冷态工况下，通过专用装置可对RCP212/215和RRA001/021VP进行密封性试验，故取消试验管线。

4 可行性分析

4.1 双重隔离分析

按照RRC-P规范要求，一回路系统需设置双重隔离，但内径小于25mm的管段不在一回路范围内。RCP354/355VP阀门所在管线内径为15.6mm，因此其管线可不设置双重隔离，而对于其旁通阀流道上RCP212/215VP和RRA001/021VP阀门仍承担着大管的隔离功能，满足了规范要求的双重隔离。

4.2 主系统水装量分析

对于可能发生的反应堆冷却剂泄漏量问题，系统设计仅要求不可识别泄漏率应小于230L/h，总泄漏率应小于2300L/h，而不对具体发生泄漏处的泄漏率进行规定，故改进后，不影响反应堆冷却剂系统水装量的识别。

4.3 限流孔的分析

在主管道和小管连接处设计3mm的限流孔目的是将孔径限制小于9.5mm，保证旁路管线在发生破裂的情况下，能通过化学和容积控制系统对反应堆冷却剂系统水装量进行补偿，而不启动安注系统；另一个目的是增加管道阻力，在机组正常运行中余热排出系统入口隔离阀意外开启情况下，尽可能降低从RCP系统通过旁路管线流出的泄漏量。

5 结束语

在余热排出系统进口死管段改造过程中，结合成功电站经验和宁德电站实际情况，对死管段改造方案进行不断筛选和优化，最终保证了方案的顺利实施，并接受了核电站商业运行的检验，证明了方案的成功。此项改进，不单单加强了电站运行的安全性和经济性，更提升了核电机组的自主设计优化能力，为我国后续建设的核电项目提供了良好的参考和借鉴。

参考文献

[1]中国百万千瓦级核电自主化依托工程.中国原子能出版社.2013.

[2]RRA进口死管段改进论证报告.深圳中广核工程设计有限公司.2010.endprint