方家山核电工程一回路主设备役前检查实施优化

步伟东（秦山核电有限公司，浙江 海盐 314300 ）



方家山核电工程一回路主设备役前检查实施优化

步伟东
（秦山核电有限公司，浙江 海盐 314300 ）

摘要：核电厂一回路主设备在首次装料前必须完成役前检查，役前检查一直以来被安排在一回路水压试验后实施。方家山核电工程根据工程进度情况，通过分析对比法规标准，探讨主设备役前检查与主系统水压试验之间的关系，打破以往的观念，创造性地将主设备役前检查的时机进行优化，并通过国家核安全局（NNSA）审评。按此优化方案，方家山核电工程在国内首次在一回路水压试验前实施了主设备役前检查，不但保证了水压试验顺利进行，还缩短检查工期，有效达到了优化目标。

关键词：主设备；役前检查；法规；优化

CLC number： TM623 Article character： A Article ID： 1674-1617（2016）01-0071-05

按照国家核安全法规的要求，核电厂开始运行前必须进行役前检查，以采集初始状态下的数据，作为运行阶段在役检查结果的比较依据（或称“零点”）。RSE-M规范规定，役前检查应该至少包括全部进行在役检查的所有部件，一回路主设备作为核电厂运行期间的关键压力边界，是役前检查的重要对象。

国内工程实践中，一回路主设备的役前检查通常安排在主系统水压试验后进行，这一阶段的检验方法主要是无损体积检查，需要较长的检查时间，而此时的其他现场建造安装工作已基本结束，一回路主设备的役前检查工作很可能会成为工程主线。方家山核电工程从国家核安全法规、法国规范、行业标准等方面进行了研究分析，探讨主设备役前检查与水压试验是否存在必然的先后顺序关系，对役前检查实施时机进行优化，从而减少一回路水压试验后役前检查的工作量，并保证水压实验中设备安全。

1 一回路主设备检查项目

表1 一回路主设备役前检查项目Table 1 PSI items of equipment for main coolant system

方家山核电工程由两个机组组成，每个机组的一回路主设备包括1台反应堆压力容器、3台蒸汽发生器、3台主泵和1台稳压器，其设计、制造按照《RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则 2000年版+2002补遗》（简称RCC-M），役前检查遵循《RSE-M压水堆核岛机械设备在役检查规则》（1997年版+2000补遗）（简称RSE-M）；主设备在制造厂已经根据RCC—M要求，完成了单台设备出厂前的水压试验。

首次装料前必须完成的一回路主设备役前检查项目见表1。以往这些检查项目一般安排在主系统一回路水压试验后进行。

被检查对象可分为两大类：一类是设备出厂前已完成的工厂焊缝，这类焊缝已经承受过工厂水压试验；另一类是主设备与主管道的连接焊缝，这类焊缝在工程现场焊接，焊接完成后与一回路主系统同时打压。

从工程技术角度考虑，主设备工厂焊缝的建造期间的检测方法和技术是按照建造标准RCC-M进行的，与按照RSE-M的检测技术和方法进行的役前检查不一样；同时国内工程实践表明主系统役前检查的检测技术和检验灵敏度更高，会存在工厂和现场检验判定为合格的焊缝，而后续主系统役前检查发现不合格的可能。因此，第一类焊缝已承受过工厂的水压试验，可以考虑将这些焊缝安排在主系统水压试验前实施役前检查，可以进一步提高原有缺陷的检出率，并及时进行处理，确保水压试验过程中设备的安全。

2 法规标准分析

目前设备国内M310型压水堆设备主要依据RCC-M制造，核电厂机组调试期间的役前检查主要依据核安全导则HAD103/07、RSE-M （1997版+2000补遗）在役检查。

2.1 核安全法规

核安全导则《核电厂在役检查》（HAD103-07）对一回路役前检查与一回路系统水压试验实施先后关系没有明确的规定。但在第3.2.4节中规定，当满足一定条件时，可用建造过程中的车间检验和现场检验作为役前检查的一部分［1］，可以理解为满足所列条件之一即对出厂前已承受过水压试验的压力容器，核安全法规可以允许在这些容器出厂后，采用与役前检查和在役检查相同的技术和设备，在主系统水压试验之前实施现场的役前检查。

2.2 RCC-M规范

RCC-M B5000规定：整个设备建造完成后应进行单独的水压试验，也可以与主系统水压试验同时进行，但是水压试验之后如果再进行非计划性机加工、显著的磨削或焊接都将使已经进行的水压试验失效［2］。说明对设备而言出厂前实施的水压试验可以等效于调试期间的主设备一回路主系统水压试验，但如果发现超标缺陷需要进行处理的话，水压试验将都是无效的。目前各工厂的实际做法是无损检验合格后在出厂前再进行的单独水压试验。

2.3 RSE-M（1997版+2000补遗）规范

RSE-M（1997版+2000补遗）规定：在主系统建造安装完毕后、装料前，应按照建造规则的要求进行首次法定水压试验；首次水压试验时应进行一次全面役前检查，前检查至少应包括全面在役检查要求的各项检验［3］。因此，RSE-M （1997版+2000补遗）规范条款没有明确规定对机组一回路役前检查和水压试验两者间的先后次序。但法国目前发布的使用于三代压水堆（EPR）的RSE-M（2010版）明确规定，为了保证水压试验的安全，在水压试验前应完成全部的设备检查，以防止有超标缺陷的情况下进行水压试验。

综合上述，法规均未规定机组役前检查需要在一回路系统水压试验之后实施，但为保证水压试验时设备的安全，在水压试验前应完成全部的在役检查成为一种趋势。

3 水压试验差异性分析

法规对役前检查和水压试验的先后顺序时机并没有清晰的界定；一回路水压试验会对役前检查的结果产生多大影响，法规标准也没有明确。同时RCC-M B5000规定主设备出厂前应实施水压试验，一般在制造车间实施，但也可以在建造现场，还可以在一回路系统试验的同时进行，只要在系统试验过程中可以达到单个部件试验的试验压力以及在满意条件下完成的测量的检查。因此，如果将一回路水压试验以及设备出厂前的水压试验的参数进行比对，找出两者的差异，分析并确定是否可以等效。

表2 设备出厂前水压试验与主系统水压试验压力、温度对照表Table 2 Comparison of hydrostatic test pressure and temperature

方家山核电一回路主系统和主设备的设计压力为17.23 MPa，运行压力为15.5 MPa；其主设备在出厂前均进行了水压试验。出厂前水压试验和一回路主系统水压试验的压力和温度比较如表2所示。

上述所列对比结论：这些设备的工厂水压试验可以等效与一回路主系统的水压试验。

4 主设备检查项目优化方案

分析表明，方家山核电一回路主设备工厂焊缝在一回路主系统水压试验前实施役前检查是符合国家核安全法规和法国规范的要求，役前检查具备优化实施的条件。

方家山核电根据上述的优化论证结果制定了优化方案，并就役前检查与系统水压试验实施时机特邀国内的在役检查权威专家进行技术咨询，专家认可该实施方案，同时也认为执行RSE-M （1997版+2000补遗）规范的机组役前检查在系统水压试验之前实施不违反相应规范和标准的要求，并建议考虑在系统水压试验之后进行一定范围的复验和抽检。

基于以上结论，方家山核电将主设备出厂时已经承受过水压试验的部位役前检查提前到主系统水压试验前。方案在实施前报NNSA审评，主要内容如下：

1）对上述承受过工厂水压试验的受检区域的所有役前检查将安排在一回路主系统水压试验前进行。

2）对规范特别要求在水压试验期间、之后或热态功能试验后进行的项目将按照规范要求进行检查。

3）对水压试验前已完成项目将在水压试验开始前将役前检查结果提交国家核安全局进行审评。

4）对未承受过工厂水压试验的受检区域的体积方法的役前检查仍然安排在一回路主系统水压试验后进行。

5 优化方案实施

5.1 NNSA批复

针对电厂的申请，NNSA基本认可了方案的内容，并给出了意见：

1）方家山核电主设备现场安装焊缝的役前检查应在主系统水压试验之后实施；

2）电厂应将水压试验之前完成的检查项目役前检查结果提交NNSA审评后，方可开展主系统水压试验；

3）水压试验后，对水压试验前的役前检查结果进行验证性检验［5］。

5.2 水压试验前检查

工厂焊缝的检验项目涉及的检查方法有超声检查、涡流检查、射线检查、液体渗透检查以及目视检查，受检项目为164项目，主要包括：

1）反应堆压力容器：容器筒体的内部堆焊层、筒体焊缝、接管异种金属焊缝、同种金属焊缝、支撑块、螺纹孔带、顶盖的焊缝等，共52项；

2）蒸汽发生器：蒸汽发生器传热管、容器焊缝、接管异种金属焊缝等，共57项；

3）主泵：泵壳与支耳之间的焊缝、接管异种金属焊缝、接管同种金属焊缝等，共27项；

4）稳压器：容器筒体焊缝、接管异种金属焊缝等，共28项。

通过与安装调试各单位协调检查窗口，蒸汽发生器、稳压器、主泵的超声和射线检查项目也陆续完成。所有主设备检查结果都及时上报NNSA审评，并得到了可以开展主系统水压试验的许可。

5.3 水压试验后检查

2013年10月中旬，方家山工程1号机组完成主系统水压试验后，完成了主设备的剩余检查项目，检查时间控制在12 d以内。检查项目主要包括现场安装焊缝的超声射线检查以及NNSA要求验证性复验的项目。

其中反应堆压力容器超声和射线检查用时6 d，蒸汽发生器安全端与主管道连接焊缝的射线检查用时6 d。相比于其他电厂一回路主系统水压试验后用时约1个月的大规模役前检查，方家山工程1号机组即使增加了部分验证性检查项目，也大大缩短了水压试验后的役前检查检查时间。

2014年2月，方家山2号机组按照该优化方案实施，为2号机组后续创造的国内领先的调试业绩打下良好基础。

5.4 验证性检查结果比较

一回路水压试验后安排的复验项目包括工厂焊缝和现场焊接焊缝，从检查的结果来看，水压试验前和水压试验后的检验结果一致，说明工厂焊缝在水压试验前实施的役前检查是有效的，同时也为后续对现场焊缝在一回路水压试验前有条件实施役前检查提供了技术数据支持。

5.5 水压试验与役前检查关系的明确

国家核安全局批准方家山核电的役前检查计划优化后，方家山核电工程按照该方案实施完成了主设备的役前检查，随后国家核安全局组织向法国制定RSEM的专家进行了技术咨询，法国专家明确，对于新建核电厂，一回路主设备的工厂焊缝可以在一回路水压试验前实施役前检查，实施过役前检查的这些焊缝，无需在一回路水压试验后重复检测，但对于工程现场焊接的焊缝，建议在一回路水压试验后实施役前检查。

6 结束语

综上所述，方家山核电工程一回路主设备役前检查的优化方案，无论是对标准法规的正确理解，还是现场的实践运用，证明了对主设备工厂焊缝役前检查可以主系统水压试验前实施的观点是正确的，扭转了国内役前检查的一贯做法，为役前检查在调试期间的实施时机多了一个选择，可为压水堆核电站役前检查的进一步优化奠定基础，也可供遵循ASME规范的压水堆借鉴参考。

参考文献：

［1］ HAD 103/07，核电厂在役检查.（HAD103/07， Inservice Inspection for Nuclear Power Plant. ）

［2］ RCC-M，压水堆核岛机械设备设计和制造规则. （RCC-M， Rules for Design and Manufacture of NI Mechanical Equipment of Pressurized Water Reactor.）

［3］ R S E-M，核电厂核岛机械设备在役检查规则. （RSE-M， Rules for In-service Inspection for NI Mechanical Equipment of Nuclear Power Plant.）

［4］ DL/T 1025—2006，核电厂金属技术监督规程.（DL/ T 1025—2006， Rules for Supervision of Metal Technology in Nuclear Power Plant.）

［5］ 国核安函（2013）54号，关于方家山核电工程一回路主设备役前检查项目实施计划优化的复函.（Guo He An Han （2013） No.54， Reply to the Optimization of the Implementation Plan for the Pre-service Inspection of Primary Equipment in Fangjiashan Nuclear Power Project.）

［6］ 中国核电工程有限公司，秦山核电厂扩建项目（方家山核电工程）在役检查大纲，2013.（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， In-service Inspection Program for Qinshan Nuclear Power Extension Project （Fangjiashan Nuclear Power Project）， 2013.）

Optimization of Main Equipment PSI in Fangjiashan NPP

BU Wei-dong
（Qinshan Nuclear Power Co.， Ltd， Haiyan of Zhejiang Prov. 314300，China）

Abstract：Pre-service inspection （PSI） shall be performed for all equipment of the main coolant system before fuel loading， the period of PSI is always scheduled after main system hydraulic test. According to the condition of installation and commissioning for Fangjiashan NPP project，by analysis and comparison of code， the relationship between main equipment PSI and main system hydraulic test was studied， PSI schedule was optimized creatively instead of the previous concept and mode，this proposal of PSI optimization was approved by NNSA. The main equipment PSI completed by using optimized schedule that ensured the completion of main system hydraulic test and shorten the whole PSI time. The optimization of main equipment PSI achieves all the goal.

Key words：main equipment；PSI；code；optimization

中图分类号：TM623

文献标志码：A

文章编号：1674-1617（2016）01-0071-05

收稿日期：2015-11-20

作者简介：步伟东（1968—），男，高级工程师，现从事核安全监督管理工作。