核电厂二次侧取样管线热试经验与改进

核电厂二次侧取样管线热试经验与改进

卑明智 彭娟

中国核电工程有限公司华东分公司 浙江嘉兴 314000

摘要：核取样系统在整个热试过程中承担起主回路水质监测和取样操作的功能。经过介绍和总结福清5号机组核取样系统蒸汽发生器二次侧取样管线在热态性能试验过程中发现的问题以及改进措施，为后期其他机组相应系统的调试试验提供经验，同时也为系统的后期正常运行提供保障。

关键词:取样管线；二次侧；热态；经验反馈

“华龙一号”作为民族核电“走出去”战略的主打品牌，采用177个燃料组件的反应堆堆芯、能动和非能动相结合的设计理念、多重冗余的安全系统、单堆布置、双层安全壳等设计方案，全面贯彻“纵深防御”的设计原则，达到了国际三代核电技术的先进水平。核取样系统（RNS）做为“华龙一号”热试中的一部分，其系统功能验证及系统完善程度同样具有重要意义。本文依托福清5号机组华龙首次热试试验，充分总结了蒸汽发生器二次侧取样管线（RNS系统）在热试开始准备阶段至热试结束后，所经历的各种调试问题及处理措施、改进，并在后期系统试运行时的各个阶段进行验证和固化，为后续系统运行和机组调试奠定基础。

1 经验反馈

核取样系统二次侧取样管线，在机组热试准备及热试过程中产生了一些调试缺陷，此部分缺陷直接影响了系统的调试试验和正常运行。本章节主要列举部分重要设备问题进行阐述和说明，并提出建议修改方案，为后续机组的调试提供参考经验。

1.1 换热效率不满足要求

来自反应堆冷却剂系统和蒸汽发生器排污系统的高能样品，先由高温冷却器将其冷却到60℃。热试期间，调试在执行蒸汽发生器二次侧系统取样管线的热态性能试验时，发现一级换热器5RNS071/072/073RF出口温度已达到100℃，远超于设计要求的60℃。现场试验人员立即停止试验，关闭上游隔离阀进行检查。通过现场实际测量，排除温度计、阀门故障等因素，判断是换热器冷却水水量不足，导致换热效率不满足要求。

对此，系统负责人与核岛冷却水系统（WCC）进行联系，检查发现换热器5RNS071、072、073RF的核岛冷却水WCC侧出口管线限流孔板5WCC017DI直径过小，只有16.5mm，同时下游的流量孔板5WCC351KD直径为21.2mm，设计满量程只有5m³/h，而RNS系统换热器5RNS017、072、073RF单个换热器的冷却水设计流量为4.2m³/h。很明显，设计WCC冷却水流量无法同时满足RNS系统三台换热器冷却需求。

解决方案：对5WCC351KD上游安装的5WCC017DI（直径16.5mm）孔板进行更换，现场目前更换为直径54.4mm的临时孔板。经试验验证，一级换热器5RNS071、072、073RF出口温度明显下降，已满足设计要求的60℃以下。将下游5WCC351LD流量计量程设计不合理的问题反馈至WCC系统负责人，由其联系设计，进行设计修改。

1.2 自力式温度调节阀漏油

热试准备阶段，调试在进行二级换热器冷却水系统（WCC）投用过程中，发现部分换热器冷却水流量明显不足。经现场实地查看，发现用于控制冷却水流量的自力式温度调节阀（5RNS381/382/383VN）未正常开启，阀门毛细管与执行器、温包之间的接口处松动。

经与阀门生产厂家进行联系确认，认为可能是由于前期阀门毛细管及执行器等部件安装后，受其他管道施工影响，部件松动造成毛细管及执行器内部的液压油泄露，最终导致阀门无法根据温度进行自动开启。

解决方案：暂时通过人工方法，打开阀门本体一侧的旁通管进行调节冷却水流量。后期安排申请厂家人员进出，对毛细管等部件进行维修和液压油添加等工作。对于后续其他机组，建议温度调节阀的执行器和毛细管安装工作放在系统安装后期，以免施工中造成损坏。

1.3 取样管线水质差

由于前期安装阶段，管道清洁度未能得到有效维护，在本次热试期间，系统进行取样管线冲洗时水质较差，导致冲洗取样时间持续较长。由于二次侧水质是否合格会影响整体试验进度，所以建议在后续机组试验时提前先进行一次管道通水冲洗工作。

1.4 温度开关验证方法

蒸汽发生器二次侧系统取样管线热态性能试验中，管线高温保护验证是一个重要的试验内容。在本次试验时，由于就地温度计与温度开关的管线距离设计较远，导致就地温度计管线热量传导至温度开关的时间较长。为使后续机组本系统的试验顺利进行，建议在管线高温保护验证时，温度探头采用临时恒温加热装置的方式进行触发。此条意见在5号机组热试后期进行了实践，温度开关真实动作的准确度得到了提高。

2 技术改进

做为华龙首堆核取样系统，蒸发器二次侧取样管线在设计布局上存在部分缺陷或不足。本章节重点列举了系统调试试验阶段的部分设计改进、变更，为后期其他机组核取样系统调试准备工作提供参考经验。

2.1

取样管布置拥挤、疏水漏斗口径问题改进

在机组热试期间，为随时监督一回路、二回路水质，化学处需在化学取样间RNS系统进行人工取样工作。经现场查看主回路二次侧取样阀5RNS081/082/083VL、5RNS034/035/036VL、5RNS050/041/042VL出口取样管布置及其拥挤，取样管口距离疏水漏斗过近，无法正常取样。同时，下游取样管出口的6个疏水漏斗口径过小，管线投运后非常容易出现液体外溅现象。

变更方案：根据化学处取样工具及取样瓶的尺寸，重新调整5RNS081/082/083VL、5RNS034/035/036VL、5RNS050/041/042VL出口的取样管线布置，加大各取样管线之间的间距(化学取样瓶瓶口直径3cm)，并确保取样管线出口与疏水漏斗间距满足4cm（化学取样瓶高度）；通过设计变更，在原有疏水漏斗的基础上增加6*4寸管道大小头，以增加疏水漏斗的口径。

2.2 树脂柱安装方式的改进

现场5RNS001/002/003DE树脂柱材质为有机玻璃，安装方式为U型单卡卡箍固定，U型单卡卡箍不能紧固太紧。热试期间添加树脂后重量较重，单卡卡箍无法固定稳定，存在倾斜、脱落的情况，直接影响蒸汽发生器二次侧水质电导率的准确测量。同时，树脂柱需要定期拆装更换树脂，拆装卡箍工作极为困难。

变更方案：对树脂柱的固定方式进行修改，取消U型单卡卡箍，在固定的支架上增加侧板，采用链条锁紧的方式。在支架侧板底部焊接底托，用以稳固树脂柱。变更后的安装方式在树脂柱转满树脂后不易倾斜和晃动，同时又便于拆卸。

2.3 疏水漏斗处防异物措施

蒸汽发生器二次侧取样管线的疏水漏斗（N214房间），排液漏斗处无防异物措施。现场进行人工取样时，取样瓶盖及其他杂物极易调入漏斗并进入RVD系统管道，存在系统内进入异物的风险。

变更方案：对于用于人工取样的疏水漏斗，根据化学处取样瓶的尺寸和高度，制作相应规格的漏斗滤网。滤网采用2mm不锈钢钢板制作，滤网孔径约10mm。

3 总结

蒸汽发生器二次侧取样管线在机组热试阶段，即承担着系统试验期间二次侧水样监测的任务，又是机组热态性能试验主逻辑中的一部分。因此，取样管线能否正常取样，设备能否准确动作将对机组热态性能试验进展有着一定的影响。同时，通过此次热试期间对本系统试验的总结与分析，也可对后续调试试验提供参考。

参考文献：

[1]宫清霖,许斌亮等.华龙一号中级运行[J].运行教材,2019.

[2]李庆华,刘亚光.核取样系统手册第2-5章[J].取样管线的温度控制,2011,01.