CPR1000核电厂重要厂用水系统管道的安装

冯新才

摘 要：在CPR1000核电厂中，重要厂用水系统（SEC）是一个开式循环系统，流动介质为海水，通过海水冷却设备冷却水系统（RRI）并联的RRI/SEC板式换热器，将收集的热负荷输送到最终热阱-大海[1]。每台机组的SEC系统由两个独立的且实体分隔的冗余系列组成，每个系列有100%的容量，并且由相应的柴油机厂房应急电源供电，以保证系统在失去一次侧冷却、失去外电源等事故下能正常地运行，从而保障核电厂的正常运行。为了抵御天然海水的腐蚀性，重要厂用水系统主要采用阴极保护碳钢管、氯丁橡胶衬胶管、环氧树脂玻璃纤维管等管道，这三类管道相比普通钢质管道均有自己独特的安装特点，要使系统达到设计的防腐要求，从施工层面来说，首先必须掌握其正确的安装方法。下面对其安装要点进行简要分析与总结。

关键词：CPR1000核电厂；管道系统；安装要点

1 阴极保护碳钢管道的安装

SEC系统采用的是外加电流阴极保护，保护系统由辅助阳极、参比电极、连接电缆等附件组成。阴极保护管电极基座的辅助阳极与参比电极基座采用焊接的方式连接到SEC管道上，电极通过螺纹连接在基座上，辅助阳极应安装在管道水平中心线远离墙的一侧，电极与SEC管道垂直。参比电极位于相邻两个辅助阳极之间，与辅助阳极在管道的同一侧，也与管道垂直，当辅助阳极遇到焊口、支架等，不能在定位点安装时，可在100mm的范围内移动电极安装位置，其它电极也需要相应调整，以保证两个相邻辅助阳极的间距不大于5.6m。但是，位于支架正上方的阳极焊接座须焊接在管道顶面。

在阴极保护系统中，被保护管道应与板式热交换器进出口衬胶管道实行电绝缘，以免保护电流流失。在冷凝器进出口处，要在原法兰的基础上加绝缘套件实现绝缘，即对原设计的法兰进行改造，将原紧固螺栓由M33减少到M32，将原设计紧固螺栓加长，增加绝缘套管和垫片实现绝缘。

阴极保护碳钢管道内壁须采用防腐涂层进行防腐保护，因油漆的性能取决于表面处理的程度，所有待涂覆的表面均应清洁、干燥、无污染，无可见的油漆、污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈与油漆涂层等附着物。涂层实干后，表面应平整、光滑、无气泡、无划痕等，无流挂现象，同时需对涂层进行厚度检查、针孔检查和附着力检查，以保证防腐涂层满足设计要求[2]。

阴极保护碳钢管道安装时需注意的事项：（1）已经涂装好的涂层在施工过程中应防止碰、刮、撞、划伤。（2）已经涂装涂层的管道，在现场焊接时，应保证涂层处的温度不得高于80℃；当焊接温度高于80℃而造成涂层损坏的部位，经表面处理合格后进行补漆与检验。（3）进行电火花检验检查人员必须穿绝缘衣服、绝缘鞋、戴绝缘手套。

2 氯丁橡胶衬胶管道的安装

氯丁橡胶衬胶管道因具有高强度、高防腐、高耐磨等特性，可以延长管路的使用寿命，降低成本，从而在SEC系统中得到应用[3]。其安装分为两个阶段：（1）非闭合管SEC氯丁橡胶衬胶管段在场外预制衬胶后在现场安装；（2）闭合SEC氯丁橡胶衬胶管段在现场预组装焊接后，测量闭合管段数据，再预制完成后进行返厂衬胶，最后现场安装闭合管段。所以非闭合衬胶管段，需先用按理论尺寸加工的许多模拟件或临时垫片代替调节垫片，并在最终安装阶段按实际尺寸安装正式垫片，然后在安装阶段进行调整和安装；而闭合衬胶管段则是在现场预组装焊接，再返厂衬胶，衬胶完毕后吊运至现场，拆卸模拟件并仔细检查平行度和要求的尺寸，用最终衬胶垫片安装和栓接法兰组件。

特别注意的是氯丁橡胶衬胶管道的各管段是采用法兰连接，故对法兰组件的平行度公差有严格的要求。测量方法为密封垫定位后，将密封垫粘贴到法兰配合面上，然后用塞尺量密封垫与配合面之间，围绕法兰外边缘上相隔90°的四点处的间隙，当塞尺在间隙能自由滑动并最大间隙即平行度公差≤0.8mm时接受组对，平行度公差>0.8mm时拒收组对，同时需要注意法兰组件的紧固禁止在低于0℃或高于40℃的温度下操作。

3 环氧树脂玻璃纤维管道的安装

环氧树脂玻璃纤维管道具有抗老化、耐腐蚀、耐磨性的特点，主要应用于系统的海水排污，其连接方式有承插方式粘接连接和对接包缠连接[4]。

承插胶接接头在出厂前靠模具和刀具加工而成，极易在运输过程中因碰撞、挤压而受到损伤，所以在现场安装前，必须检查承、插口有无损坏及附着物，如果交付时承插接头损伤，则视损坏程度进行更换或修复，如果是玻璃纤维管道插口处损坏，则将损坏部位切除，重新制作插口。

环氧树脂玻璃纤维管道采用承插方式粘接连接时，作业须在湿度低且无尘区域进行，先对连接管承插口进行机加工，把管道插口加工到规定直径尺寸，然后用毛刷清理承插口表面，如果表面打磨不充分，用砂纸重新刷毛，保持承插口干燥，应注意对清理后的接头进行必要的保护，避免手、灰尘、潮气污染接头。在粘接前，需检查待粘接的承插头是否受潮，检验方法为受潮时用砂纸打磨产生的不是粉末，而类似胶质，如果温度低于15℃，可用气体喷灯或加热带对受潮的承插头进行加热烘干。确定承插头未受潮后，开始配制粘接剂，将双筒粘接剂（树脂和硬化剂）按2：1体积比的比例倒入容器中，不断搅拌混合物，搅拌时间不得少于15秒，使之形成单色胶液，混合物使用寿命为2小时，如果混合物使用时硬化，则必须弃用。粘接混合物调剂好后，用木片在整个承插口的表面上均匀涂上一层粘接剂，先刷承口，然后刷插口。涂抹完毕后对准并组装待粘接的承插头，把插头插进承口，然后边旋转边往里插，使粘接剂在各方向上分布均匀，直到完全顶住为止，去掉接口外多余的粘接剂，用紧线夹或绳子使承插口结合牢固，直至粘接剂完全凝固，对口前应将可能粘附在表面上的杂物除掉，以免影响接口质量。承插方式粘接连接的适宜温度为25℃，聚合时间为24小时，且在固化期间不得移动或加压管道，打胶时承插口界面不得有可以活动的间隙。

施工过程中，对于按需切成的短管和附件，或在进行管道修理时，通常会用到对接包缠连接。先根据成品的规格尺寸提前裁剪布和短毛毡，并去除锁边布的锁边，清除短毛毡的边口毛，然后找出对接的管道，在需对接处画好切割线，切开胶接部位，切口应平整，切割尺寸误差不得大于2mm，根据对接宽度打磨胶接处，磨至内衬层（内衬厚度1.5-2.0mm）。再利用找正环或膨胀环对正管口，若管径较小或无找正环时，在确保管线水平、方向正确的前提下，亦可直接对正。接口准备就绪后，按照对接包缠连接专用胶的配方进行配胶，凝胶时间以25-45分钟为宜，以整个工序操作完成后30-60分钟固化为好。在接缝处，刷上内衬树脂，铺上表面毡，将浸好胶的长丝绕在对接的缝隙内，然后铺放两层短毛毡，该短毛毡应铺满整个搭接面，最后用毛刷和辊轮使之浸润充分、滚压平整，无气泡和皱纹。待封口固化后，将对接面打毛，并在整个对接面刷上胶，铺放短毛毡，缠绕玻璃布，每缠一层，用毛刷蘸上树脂，使之浸透，并用辊轮滚压，赶尽气泡、抹平。糊制时，对接口两边应平整整齐，不能一次铺放二层以上的铺层，每层都应用辊轮滚压，流胶处，应及时补胶。

如果在推荐的聚合时间之后，粘接剂在承口的顶端处仍然松软或柔软，则说明能是由于粘合混和物没有充分反应的缘故，树脂没有聚合好，必须重新作业。

近期，因为泥沙或海生物的问题影响了重要厂用水系统正常运行从而导致反应堆跳堆的事件接连发生，由此可见重要厂用水系统对于CPR1000核电厂的重要性。因此，熟练掌握重要厂用水系统管道的安装方法，在施工和技术层面上保证系统施工的质量，这也是保证系统正常运行的重要基础、保障核电厂正常运行的必要条件，更是每个施工单位的责任与义务。

参考文献

[1]广东核电培训中心编，苏林森，等.900MW压水堆核电站系统与设备[M].原子能出版社，2005.

[2]王建军.秦山地区核电厂海水系统管道防腐对策研究[D].上海交通大学，2008.

[3]DL/T935-2005.钢塑复合管和管件[S].

[4]ASTMD 2997.玻璃纤维缠绕（玻璃纤维增强热固性树脂）管的标准规范[S].