CN106382412B - 核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站技术领域，具体涉及一种核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，本发明在能够避免停机停堆，不需要隔离排空一回路的情况下完成对一回路小口径阀门内漏带压密封，不仅有效降低了一回路泄漏率，维护机组的正常安全生产运行，而且检修过程中不需要停机停堆，不需要隔离排空一回路，不影响机组的正常运行，节约了检修人力、物力成本，有利于缩短检修工期，具有重大的安全、经济效益。

Description

核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法

技术领域

本发明涉及核电站技术领域，具体涉及一种核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法。

背景技术

在核电站发电技术领域，核能发电的主要原理是利用核裂变所释放出的大量热能对水进行加热，然后利用形成的蒸汽推动汽轮发电机进行发电，将热能转化成电能的过程。核裂变在反应堆装置中进行并产生能量，而通过上述能量对水进行加热以及利用产生的蒸汽推动汽轮发电机进行发电的过程均在反应堆装置外部进行，因此，需要采用一定的方式将反应堆装置中核裂变产生的能量安全的传导出来。

现有的核电站通常采用一回路系统采用能量交换的方式将反应堆装置中产生能量传导至外部，具体的：反应堆装置的堆芯利用核燃料裂变产生巨大的热能，由主泵泵入堆芯的冷却水吸收堆芯内的能量被加热后从堆芯内输出，吸收能量后的冷却剂流经蒸汽发生器内的传热U型管，通过管壁将热能传递给U型管外的二回路冷却水，释放热量后又被主泵送回堆芯重新进行能量交换，输出后再次进入蒸汽发生器进行能量交换，冷却水如此不断地在密闭的回路内循环，不断的将堆芯核裂变产生的能量传导出来，被称为一回路系统。

核电站的生产过程是连续性生产，一个环节(位置)出现泄漏，就要影响整个机组的正常运行，如果不能对漏点进行有效的封堵操作，泄漏率上升到一定程度就必然导致机组向NS/SG模式后撤，整个核电站发电机组退出正常发电运行。现有技术中对一回路内漏阀门的正常隔离检修方法均需要停机停堆，完全隔离排空一回路，在无压状态下对漏点进行封堵或检修，如此一来，不仅造成检修工期的延长和检修成本的增加，而且由于核电站检修工期紧，如何在避免机组停机停堆的情况下完成对阀门的隔离检修，成为摆在检测人员面前的一道难题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种在避免停机停堆，不需要隔离排空一回路的情况下完成对一回路小口径阀门内漏带压密封方法，不仅有效降低了一回路泄漏率，维护机组的正常安全生产运行，而且检修过程中不需要停机停堆，不需要隔离排空一回路，不影响机组的正常运行，节约了检修人力、物力成本，有利于缩短检修工期，具有重大的安全、经济效益。

本发明通过以下技术方案实现该目的：

核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，包括以下步骤：

A1、设计制作堵漏工装，所述堵漏工装包括焊接固定在待密封的阀门本体上的堵漏接头、以及与所述堵漏接头配合连接的密封堵头；

A2、对阀门的下游管道进行切割，预留一段用于连接引流软管的短管，并将用于介质引流的引流软管连接固定在该短管上；

A3、通过引流软管将阀门内的介质引流到废水收集桶；

A4、将制作的堵漏接头穿过所述引流软管，并焊接固定在阀门本体上；

A5、取下引流软管，并将密封堵头与堵漏接头连接固定，完成对阀门的带压密封。

其中，在步骤A1之前还包括按系统排查泄漏阀门位置的步骤，具体的，首先采用红外测温仪进行测温排查，根据阀门上下游管线温度的对比初步确定疑似泄漏阀门，然后采用超声波检查对比，完成对泄漏点的确认。

其中，排查并确认泄漏阀门后，确认阀门泄漏率是否与监测的泄漏率一致，若阀门泄漏率明显小于监测的泄漏率，则可能还存在其它泄漏阀门，应继续排查确认。

其中，确认泄漏阀门后，制定阀门内漏处理方案，评价对系统的影响，作出评估报告。

其中，所述步骤A1中，堵漏接头的设计压力等级高于泄漏介质压力，所述堵漏接头的壁厚的计算公式如下：

S＝pD/(2[σ]^t∮-p)

式中S——堵漏接头的设计壁厚，mm；

p——堵漏接头的设计压力，MPa；

D——泄漏设备的外径，mm；

[σ]^t——泄漏介质温度下堵漏接头材料的许用应力，MPa；

∮——焊缝系数。

进一步的，所述堵漏接头与密封堵头之间还设置有密封垫片，所述密封垫片设置在堵漏接头与密封堵头之间的密封面处。

作为优选的，所述密封堵头上设置有凹槽式密封面，所述密封垫片设置在该凹槽式密封面内。

进一步的，所述步骤A5完成对阀门的带压密封后，对堵漏接头与密封堵头进行点焊固定。

其中，所述步骤A2前还包括对密封区域设置SAS，搭制一密闭隔离空间，避免污染扩散，人员进入SAS需要穿戴纸衣、戴焊接面罩及塑料鞋套。

进一步的，所述步骤A4焊接固定完成后，还包括对焊口做液体渗透检测的步骤。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，不需要隔离排空一回路的情况下完成对一回路小口径阀门内漏带压密封，不仅有效降低了一回路泄漏率，维护机组的正常安全生产运行，而且检修过程中不需要停机停堆，不需要隔离排空一回路，不影响机组的正常运行，节约了检修人力、物力成本，有利于缩短检修工期，具有重大的安全、经济效益。

附图说明

图1为本发明的堵漏接头的结构示意图。

图2为本发明的密封堵头的结构示意图。

图3为密封施工前的一回路阀门的结构示意图。

图4为切割下游管道并安装引流软管的示意图。

图5为焊接固定堵漏接头的示意图。

图6为连接固定密封堵头的示意图。

图中：1-堵漏接头，2-密封堵头，3-凹槽式密封面，4-阀门本体，5-下游管道，6-引流软管，7-短管。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1。

如图1-2所示，本实施例提供一种对核电站一回路小口径阀门进行带压密封的堵漏工装，包括可相互配合连接的堵漏接头1和密封堵头2，在焊接密封状态下，所述堵漏接头1焊接固定在阀门本体4上，所述密封堵头2与堵漏接头1拧紧配合连接，以达到对阀门进行再密封的目的。

由于一回路内的介质本身具有较高的压力，且所述堵漏接头1要承受动态密封作业时的泄漏介质压力，作业时不允许有任何破坏现象出现。因此，夹具的设计压力等级应高于泄漏介质压力数倍以上。

所述堵漏接头1的壁厚的计算公式如下：

S＝pD/(2[σ]^t∮-p)

式中S——堵漏接头1的设计壁厚，mm；

p——堵漏接头1的设计压力，MPa；

D——泄漏设备的外径，mm；

[σ]^t——泄漏介质温度下堵漏接头1材料的许用应力，MPa；

∮——焊缝系数。

实施例2。

如图3-6所示，本实施例提供一种核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，包括以下步骤：

A1、设计制作堵漏工装，包括焊接固定在待密封的阀门本体4上的堵漏接头1，以及与所述堵漏接头1配合连接的密封堵头2；

A2、对阀门的下游管道5进行切割，预留一段用于连接引流软管6的短管7，并将用于介质引流的引流软管6连接固定在该短管7上；

A3、通过引流软管6将阀门内的介质引流到废水收集桶；

A4、将制作的堵漏接头1穿过所述引流软管6，并焊接固定在阀门本体4上；

A5、取下引流软管6，并将密封堵头2与堵漏接头1连接固定，完成对阀门的带压密封。

进一步的，在步骤A1之前还包括按系统排查泄漏阀门位置的步骤，具体的，首先采用红外测温仪进行测温排查，根据阀门上下游管线温度的对比初步确定疑似泄漏阀门，然后采用超声波检查对比，完成对泄漏点的确认。

其中，排查并确认泄漏阀门后，确认阀门泄漏率是否与监测的泄漏率一致，若阀门泄漏率明显小于监测的泄漏率，则可能还存在其它泄漏阀门，应继续排查确认。

其中，确认泄漏阀门后，制定阀门内漏处理方案，评价对系统的影响，作出评估报告。

岭澳二号机组泄漏阀门的查找确认过程：

在对岭澳核电站二号机组在大修后，发现岭澳2号机组核岛排气和疏水系统003号废液储罐L2RPE003BA来水异常上升，经计算泄漏率为65L/h，呈上升趋势。根据运行技术规范，一回路及其边界非定量总泄漏率必须小于230L/h，一旦泄漏率上升达到230L/h，2小时内机组开始向蒸汽发生器冷却正常停堆模式(NS/SG)后撤，后撤将意味着机组退出正常发电运行。静机人员经过多次漏点查找、分析，最终确定岭澳2号机组化学和溶剂控制系统576编号排气疏水阀L2RCV576VP内漏是导致岭澳2号机组核岛排气和疏水系统003号废液储罐L2RPE003BA水位上升的主要原因，其泄漏率约为35L/h。

现场发现岭澳二号机组主泵轴封管线疏水阀岭澳2号机组化学和溶剂控制系统576编号排气疏水阀L2RCV576VP下游管线温度明显偏高，用红外测温仪测得温度34℃，与轴封水温度相同约33.5℃。而同为主泵轴封管线疏水阀门的岭澳2号机组化学和溶剂控制系统573编号排气疏水阀L2RCV573VP下游管线温度为26℃，与环境温度相同。比较L1号机相同位置的疏水阀岭澳2号机组化学和溶剂控制系统578编号排气疏水阀L1RCV568VP下游管线为26℃，也与环境温度相同。现场检查(岭澳2号机组化学和溶剂控制系统576编号排气疏水阀L2RCV576VP已经关闭，怀疑岭澳2号机组化学和溶剂控制系统576编号排气疏水阀L2RCV576VP可能存在内漏。

现场发现岭澳二号机组主泵轴封管线疏水阀岭澳2号机组化学和溶剂控制系统576编号排气疏水阀L2RCV576VP下游管线温度明显偏高，用红外测温仪测得温度34℃，与轴封水温度相同约33.5℃。而同为主泵轴封管线疏水阀门的L2RCV573VP下游管线温度为26℃，与环境温度相同。比较L1号机相同位置的疏水阀L1RCV568VP下游管线为26℃，也与环境温度相同。现场检查L2RCV576VP已经关闭，怀疑L2RCV576VP可能存在内漏。随后完成L2RV576VP下游的岭澳2号机组化学和溶剂控制系统215编号视窗流量计L2RPE215IC检查，发现IC上游漏量较大，呈线状，约有筷子粗细，估算泄漏率约为20L/h。同时完成L2RCV576VP&L2RCV573VP超声波检查对比，确认L2RCV576VP内漏。

进一步的，所述堵漏接头1与密封堵头2之间还设置有密封垫片，所述密封垫片设置在堵漏接头1与密封堵头2之间的密封面处。

作为优选的，所述密封堵头2上设置有凹槽式密封面3，所述密封垫片设置在该凹槽式密封面3内。

密封堵头2在运行状态下，由于内压以及震动的作用，不仅产生能使密封堵头2分开的轴向力，而且还能对密封垫片产生侧向推力。这个侧向推力对密封垫片产生的影响，主要是密封垫片有被吹走的趋势。因此，密封堵头2密封压紧面对密封垫片必须产生一定的表面约束，使密封垫片不至于移动。密封堵头2密封面对垫片的表面约束越好，接口的密封性就越高。密封堵头2对垫片的约束力，不仅除了取决于螺栓载荷外，而且还取决于密封面的形式，如平面型密封面对垫片的约束就低于凹槽式密封面3。根据介质压力、温度，本实施例采用凹槽式密封面3，达到对密封垫片的良好固定作用。

进一步的，所述步骤A5完成对阀门的带压密封后，对堵漏接头1与密封堵头2进行点焊固定，进一步防止因为一回路的震动而造成的密封工装松脱现象，提高对阀门进行密封的可靠性。

对于在役核电站来说，辐射风险控制是现场工作必须要重点考虑的问题。本实施例通过辐射防护成套技术的应用，大幅降低了人员受照剂量，实现辐射防护控制最优化：

所述步骤A2前还包括对密封区域设置防辐射扩散间(SAS)，搭制一密闭隔离空间，避免污染扩散，人员进入SAS需要穿戴纸衣、戴焊接面罩及塑料鞋套，解决焊接期间内污染风险控制的问题，结合现场实施的工序，分步制定专门的辐射防护方案，不同工序风险不同，分步的辐射防护控制方案实现了风险控制的精细化、规范化，作业区分区管控，避免人员、工具、备件交叉污染，减少现场放射性废物产生。

进一步的，所述步骤A4焊接固定完成后，还包括对焊口做液体渗透检测的步骤，确认焊缝的密封可靠性。

本发明的核电站核一回路小口径阀门内漏带压密封方法具有显著的经济效益：

经济效益是各种经济活动的中心问题，科学技术作为第一生产力，渗透在生产力的各要素中，是提高社会经济效益的根本措施。核电站的生产过程是连续性生产，一个环节(位置)出现泄漏，就要影响整个机组的正常运行。

一回路小口径阀门内漏带压密封方法，是有效降低一回路泄漏率的重要手段，是第一次在核岛高敏感设备及高风险区域的作业，也是第一次非常规带压密封技术(非注胶方式)的创新尝试。带压密封方法在岭澳二期二号机组主泵轴封管线的成功应用，使得一回路泄漏率从65L/h降低至29.7L/h，避免了机组向蒸汽发生器冷却正常停堆模式(NS/SG)模式后撤，维护了机组的正常安全生产运行。截至下次大修前，避免了约110吨的一回路硼水介质外泄，以及不必要的后续废物处理工作。并在2010、2011、2013年先后按此方案成功解决了L1RIS568VP、L3RCV568VP、L4RCV618VP、L3RCV582VP内漏问题，排除了机组的安全隐患，避免了潜在的重大时间、经济损失，为岭澳核电站机组的安全、经济运行作出积极而明显的贡献。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、设计制作堵漏工装，所述堵漏工装包括焊接固定在待密封的阀门本体上的堵漏接头、以及与所述堵漏接头配合连接的密封堵头；

A2、对阀门的下游管道进行切割，预留一段用于连接引流软管的短管，并将用于介质引流的引流软管连接固定在该短管上；

A3、通过引流软管将阀门内的介质引流到废水收集桶；

A4、将制作的堵漏接头穿过所述引流软管，并焊接固定在阀门本体上；

A5、取下引流软管，并将密封堵头与堵漏接头连接固定，完成对阀门的带压密封。

2.根据权利要求1所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，在步骤A1之前还包括按系统排查泄漏阀门位置的步骤，具体的，首先采用红外测温仪进行测温排查，根据阀门上下游管线温度的对比初步确定疑似泄漏阀门，然后采用超声波检查对比，完成对泄漏点的确认。

3.根据权利要求2所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，排查并确认泄漏阀门后，确认阀门泄漏率是否与监测的泄漏率一致，若阀门泄漏率明显小于监测的泄漏率，则可能还存在其它泄漏阀门，应继续排查确认。

4.根据权利要求3所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，确认泄漏阀门后，制定阀门内漏处理方案，评价对系统的影响。

5.根据权利要求 1所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述步骤A1中，堵漏接头的设计压力等级高于泄漏介质压力，所述堵漏接头的壁厚的计算公式如下：

S＝pD/(2[σ]^t∮-p)

式中S——堵漏接头的设计壁厚，mm；

p——堵漏接头的设计压力，MPa；

D——泄漏设备的外径，mm；

[σ]^t——泄漏介质温度下堵漏接头材料的许用应力，MPa；

∮——焊缝系数。

6.根据权利要求 1所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述堵漏接头与密封堵头之间还设置有密封垫片，所述密封垫片设置在堵漏接头与密封堵头之间的密封面处。

7.根据权利要求 6所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述密封堵头上设置有凹槽式密封面，所述密封垫片设置在该凹槽式密封面内。

8.根据权利要求7所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述步骤A5完成对阀门的带压密封后，对堵漏接头与密封堵头进行点焊固定。

9.根据权利要求 1所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述步骤A2前还包括对密封区域设置SAS，搭制一密闭隔离空间，避免污染扩散，人员进入SAS需要穿戴纸衣、戴焊接面罩及塑料鞋套。

10.根据权利要求 1所述的核电站一回路小口径阀门内漏带压密封方法，其特征在于，所述步骤A4焊接固定完成后，还包括对焊口做液体渗透检测的步骤。