凝心聚核力?大修捷报传

2024-01-26 03:36乐雯
环境 2023年12期
关键词:大亚湾主泵水压试验

乐雯

大亚湾核电运营管理公司(以下简称“大亚湾核电”)的D223大修正在如火如荼地进行中,为了打好三十年大修这一仗,大亚湾核电人正紧张地“战斗”,安全壳“全面体检”圆满完成、一回路水压试验成功实施、主泵水力部件顺利更换等捷报传来,助力三十年大修高质量完成。

让安全壳做“体检”

核电站安全壳打压试验是通过在安全壳内充入空气至目标压力,以检验安全壳在目标压力下的密封性、结构强度,以及安全壳本体内外观是否存在缺陷。试验风险高、难度大、涉及系统多,是一项大型综合试验。

作为中广核集团最早的核电机组,大亚湾核电2号机安全壳已经服役30年,为验证安全壳的性能状态,大亚湾核电三十年大修对安全壳进行了打压试验。11月22日,随着项目负责人宣告“试验顺利结束”,大亚湾核电2号机组安全壳“体检报告”出炉:经过30年的服役,安全壳性能良好。

2号机安全壳内径37米、高56.7米,体积庞大、内部存放有核岛重要设备,要对这个“大家伙”进行一次“全面体检”,可不是件容易的事。要完成向安全壳内充压,首先要解决的就是空压机问题,要向庞大的安全壳体积内充入目标压力的空气,空压机的动力必须强劲,空气品质也必须满足要求,这项任务由柴油动力空压机组完成。试验期间,柴油动力空压机组向安全壳空间内充入气体,建立了试验的基本条件。检验期间,安全壳位移、应变与压力跟随性良好。

安全壳的密封性,是考核安全壳性能的重要指标。为了对这一指标做好监测,试验人员在安全壳内放置近70个温湿度探头,每个探头放置的区域都有严格要求。最后通过试验网络,将数据汇集到安全壳打压试验指挥部。经过70个探头在试验期间高效准确的监测,安全壳内空气参数试验结果表明,安全壳密封性良好。

检查安全壳内外观是一件耐心细致的活儿。本次检查检中,查人员将高清拍照与建模分析技术结合,既提高了检查效率,又降低了高空作业风险,智能图像分析加人工复核大幅提高了安全壳表面检查的可靠性。经过全面详细的检查,安全壳内外观状态良好,无异常。

为顺利给安全壳“体检”,项目组协同其他专业还做了核岛清洁,为了防范试验过程中的火灾风险及突发状况,项目组实施了多轮次的核島清洁检查,确保安全壳内物项清理无死角。同时,在试验开始前,还组织实施了消防演习,专业消防、医疗团队全部实战状态登场,筑牢事故应急的重要防线。

“十年一回”的水压试验

一回路水压试验是核电站“三大试验”之一,试验每十年执行一次,以水为介质增压,对一回路设备管道及焊缝全面检查,以验证经受高于正常运行的试验压力下,设备管道是否满足安全要求。

在大亚湾核电D223大修中,也迎来了“十年一回”的一回路水压试验。相较于以往大修,此次三十年大修产生了不少变化,如试验最低金属温度提升、DCS系统改造等,这些变化对一回路水压试验有着直接影响。面对这些新变化,水压试验项目组采取分而治之的方法,对各项技术不同点进行细致的分析论证,逐个击破各项工作难点。

大亚湾核电一回路主设备管道在长期使用下,压力容器脆性转变温度提升,一回路水压试验金属温度由60℃变为69℃。该变化在中广核集团内尚属首次,并没有经验和数据参考,项目组面临巨大挑战。

针对此项变化,技术部评估测算并首次成功实施金属温度提升方案。通过对比分析国内外实践经验,对各项数据进行系统研究;与监管单位多次沟通基础,确定一回路水压试验最低金属温度,并优化实施过程中的试验加热方案,确保金属温度这一关键参数满足规范要求,最大限度降低现场人员作业风险。这也是在一回路水压试验最低金属温度提升后,中广核集团内首次成功实施的方案,为后续机组奠定了技术根基和实践经验。

随后,项目组对DCS改造后的水压试验操作系统分析确认、多重把关,确保试验实施期间设备操作正确可靠。经过一系列前期阶段的准备工作,试验执行当天,项目组严格把关,圆满完成D223大修一回路水压试验。

给一回路换“心脏”

核电站一回路主冷却剂循环水泵,简称“主泵”,如同“心脏”一般,持续推动一回路冷却剂循环流动,从而对堆芯冷却降温,并在蒸汽发生器中将热量传递给二回路循环水,源源不断地将原子能转化为清洁电能。

作为核电站一回路的唯一转动的机械设备,主泵中最重要的,则是的主泵水力部件。经过近30年的安全稳定运行后,大亚湾核电厂2号机组二环路主泵水力部件迎来了它的首次重大活动更换。水力部件更换流程需要进行“术前”准备、“术中”操作和“术后”检查。

从2021年7月开始到2022年12月,大亚湾核电就完成了备用“心脏”的检查、验证工作,着手准备专用工具的可用性核实,为了防止异物进入系统,工作人员还在“术前”搭设了专用屏蔽间。

在“术中”操作中,需要使用“液压千斤顶+加热器”,将旧水力部件与泵壳轻微脱离,同时安装“专用三叶吊具”+环吊,辅以千斤顶持续加压,当环吊受力后,将水力部件缓慢吊出。工作人员检查吊出后的水力部件后,开始准备安装新部件,通过使用“专用三叶吊具”+环吊完成安装,下落过程中需要持续监测水力部件与泵壳的中心位置以免损伤密封。整个过程用时将近5个小时,未发生任何偏差。

水力部件安装到位后,需要对安装情况进一步检查确认,以再次确认安装到位符合要求,同时将水力部件与泵壳使用螺栓紧紧连接,需要检查相邻螺栓的伸长量偏差不大于0.05毫米。通过主泵品质再鉴定最终确定水力部件性能和安装情况。11月26日凌晨,2号主泵启动运行,经过工作人员的仔细检查,确认主泵运行参数无异常,2号主泵的水力部件安装情况良好,满足设计和系统运行。

该项目的成功实施,表明大亚湾核电已经在主泵运维最为关键的技术上取得实质性突破,也意味着解决了国外“卡脖子”问题。相较以往,此次项目计划性更强、质量可控,能培养自主化人员,提高自主化技术,节约外翻送修成本的同时减少运输风险,保障循环备件的可持续供应。

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