CN110718310B - 核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，包括以下步骤：1)拆除热电偶导管密封座的热电偶密封，使用热电偶插拔工具或吊索拔出热电偶；2)切割连接热电偶导管密封座的上部管段和下部管段的焊缝，取下热电偶柱导管密封座的上部管段；3)引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段，安装定位后与下部管段实施焊接，并进行无损检测和顶部通道的通规试验；以及4)使用热电偶插拔工具插入新的热电偶，并进行性能测试。本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法在不开启压力容器顶盖的情况下，通过在热电偶导管密封座的上部管段和下部管段的焊缝处进行切割和再焊接，解决了坏的热电偶通道泄露、不可用等问题，为核电站的安全运行提供保障。

Description

核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法。

背景技术

在核电站运行期间，需要通过堆芯温度测量子系统密切关注堆芯的温度变化。如果出现温度异常，将可能出现核电站安全事故。在事故的情况下，堆芯温度测量子系统还需要能进行连续的温度测量，以便在事故和事故后，让操作员注视堆芯温度和堆芯过冷度的变化趋势。

堆芯温度测量子系统一般包括热电偶柱和位于热电偶柱中的热电偶，常见的反应堆共有40根热电偶，分四组(每组10根)通过四个热电偶柱进入堆内。在压力容器内，热电偶沿着热电偶导管按规定的路线走向，热电偶整个路径上都有通道保护。热电偶柱的下端固定在堆内构件的上部支承板上，上端贯穿压力容器顶盖，每个热电偶柱有13个热电偶导管，其中仅有10个热电偶导管设有热电偶。

热电偶导管作为一回路压力边界，内部流动着高放射性一回路水，如果出现破损或者渗漏，将会影响核电安全。在核电站运行过程中，热电偶柱导管可能会出现硼结晶问题，经分析，硼结晶缺陷来源于热电偶导管的密封焊或胀管部位在一回路打压试验过程中出现的微渗漏。虽然只是少量的渗漏，但必须对热电偶导管或者热电偶柱及时进行处理。

现有的处理技术采用将该热电偶导管切割后，使用堵头进行焊接封堵。虽然这种处理技术能有效封堵导管引起一回路水渗漏，但却造成该热电偶通道不可用，堆芯对应位置的温度无法测量，需要对核电站的运行进行安全评估。此外，该处理技术仅仅可以作为突发事件的应急处理方案，及时单根热电偶不可用对核电站的安全运行无大的影响，但如果其他热电偶导管出现同样的问题，将无法用同样的问题进行解决。

有鉴于此，确有必要提出一种安全可靠的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种安全可靠的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其包括以下步骤：

1)拆除密封热电偶柱中设置的热电偶导管的热电偶导管密封座的热电偶密封，并使用热电偶插拔工具或吊索拔出热电偶；

2)对连接热电偶导管密封座的上部管段和下部管段的焊缝实施切割，取下热电偶柱导管密封座的上部管段；

3)引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段，安装定位后与下部管段实施焊接，并进行无损检测和顶部通道的通规试验；以及

4)使用热电偶插拔工具插入新的热电偶，并进行性能测试。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，在进行步骤2)之前，拆除收容热电偶的热电偶柱外部的上风罩组件的围板和分离盖板。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤2)还包括：清洗热电偶的顶部零件，检查顶部端塞的装配尺寸，以及打磨加工下部管段坡口。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤2)中，取下的热电偶柱导管密封座的上部管段打包送往AC厂房。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤2)中，对下部管段的管壁外径和管段切面、内部管上部端面的高度进行精加工。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤2)中，打磨下部管段的管壁外径残留焊缝，保持管壁的圆滑，对管壁外径和管段切面与内部管上部端面的高度e进行精加工，测量新的热电偶柱导管密封座的上部管段实际尺寸d，并保证尺寸e＝d+(0-1)mm。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤3)中的无损检测包括液体探伤和射线探伤。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤3)中，实施的焊接为I型坡口管板对接氩弧焊，组对间隙f为0-1mm。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，步骤3)中，步骤3)中，在引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段之前，准备2-5根通规，挑选外圈管孔并从顶端插入，在密封管座处伸出5-10mm，然后引入上部管座并接近下部管座处，确定好通规对应下部管座管孔的对应位置，缓慢对齐落座。

作为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一种改进，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法还包括在步骤4)之后在热电偶接头上安装防松密封接头和保护套。

相对于现有技术，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法具有以下优点：

首先，在不开启压力容器顶盖的情况下，在热电偶导管密封座的上部管段和下部管段的焊缝处进行切割和再焊接，从根本上解决坏的热电偶通道泄露、不可用等问题，为核电站的安全运行提供保障。

其次，在压力容器顶盖上部操作，辐射剂量相对较小，且不涉及放射性水下操作，可实施性和辐射防护均能有效控制。

最后，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法不涉及堆内的具体操作，不影响反应堆内部的结构和功能。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式，对本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法及其技术效果进行详细说明，其中：

图1为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，压力容器的局部剖视示意图。

图2为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，热电偶柱的安装示意图。

图3为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，热电偶柱的局部示意图。

图4为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，热电偶柱的局部示意图，其中，热电偶柱上设置的机械密封已移除且放大显示了焊缝。

图5为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，热电偶柱导管密封座的上部管段尺寸示意图。

图6为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，热电偶柱导管密封座的下部管段尺寸加工示意图。

图7为本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法中，焊缝的焊接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1至7所示，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其包括以下步骤：

1)拆除密封热电偶柱中设置的热电偶导管的热电偶导管密封座的热电偶密封，并使用热电偶插拔工具或吊索拔出热电偶；

2)对连接热电偶导管密封座的上部管段10和下部管段20的焊缝实施切割，取下热电偶柱导管密封座的上部管段10；

3)引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段10，安装定位后与下部管段20实施焊接，并进行无损检测和顶部通道的通规试验；以及

4)使用热电偶插拔工具插入新的热电偶，并进行性能测试。

在进行步骤1)之前，需要确认一回路具备开盖条件，人员到达RPV保温层区域，新的部件、定位工装、切割工具、焊接专用工具等已引入到水池底部

如果热电偶柱外部设有上风罩组件，在进行步骤2)之前，还需要拆除热电偶柱外部的上风罩组件的围板和分离盖板(未图示)。

在步骤2)中：焊缝切割后，取下的热电偶柱导管密封座的上部管段10打包送往AC厂房，并清洗热电偶的顶部零件，检查顶部端塞的装配尺寸，以及打磨加工下部管段坡口。请参照图4所示，根据本发明的一个实施方式，从A-A焊缝位置切割，切割后即A-A的剖面图如图5所示。焊缝壁厚a＝3mm，与内部管径距离b＝1.5mm，为了保证坡口的尺寸，焊缝位置偏上08.mm-1.2mm，即如图5所示c-1mm位置切割。

请参照图6所示，步骤2)中，为了保证切割后热电偶柱导管密封座的下部管段20的尺寸，对管壁外径和管段切面与内部管上部端面的高度进行精加工。打磨管壁外径残留焊缝，保持管壁的圆滑，对管壁外径和管段切面与内部管上部端面的高度e进行精加工，测量新的热电偶柱导管密封座的上部管段实际尺寸d，保证尺寸e＝d+(0-1)mm。

根据本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一个实施方式，步骤3)中的无损检测包括液体探伤和射线探伤，步骤3)中，实施的焊接为I型坡口管板对接氩弧焊，组对间隙f为0-1mm，请参照图7所示。

步骤3)中，引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段10，安装定位的准确性尤为重要，保证上、下部管段10,20中13个通道的严格定位对齐，以便热电偶的顺利穿插，是该验证本发明最基本的因素。在图示实施方式中，在引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段10之前，准备2-5根通规，挑选外圈管孔，从顶端插入，在密封管座处伸出5-10mm，然后引入上部管座10并接近下部管座20处，确定好通规对应下部管座管孔的对应位置，缓慢对齐落座。依次对各管孔进行通规试验，通过后固定标示，开展下一步操作。

根据本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法的一个实施方式，在步骤4)之后，在热电偶接头上安装防松密封接头，使用检查规确保紧固性，并可以根据需要可以安装保护套。此外，在完成步骤1)至4)之后，还可以根据需要回装上风罩组件的围板和分离盖板，更换过程中产生的清洁物项也需要及时清理和移出。

相对于现有技术，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法具有以下优点：

首先，在不开启压力容器顶盖的情况下，在热电偶导管密封座的上部管段10和下部管段20的焊缝处进行切割和再焊接，从根本上解决坏的热电偶通道泄露、不可用等问题，为核电站的安全运行提供保障。

其次，在压力容器顶盖上部操作，辐射剂量相对较小，且不涉及放射性水下操作，可实施性和辐射防护均能有效控制。

最后，本发明核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法不涉及堆内的具体操作，不影响反应堆内部的结构和功能。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)拆除密封热电偶柱中设置的热电偶导管的热电偶导管密封座的热电偶密封，并使用热电偶插拔工具或吊索拔出热电偶；

2)对连接热电偶导管密封座的上部管段和下部管段的焊缝实施切割，取下热电偶柱导管密封座的上部管段；

3)引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段，安装定位后与下部管段实施焊接，并进行无损检测和顶部通道的通规试验；以及

4)使用热电偶插拔工具插入新的热电偶，并进行性能测试。

2.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，在进行步骤2)之前，拆除热电偶柱外部的上风罩组件的围板和分离盖板。

3.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤2)还包括：清洗热电偶的顶部零件，检查顶部端塞的装配尺寸，以及打磨加工下部管段坡口。

4.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤2)中，取下的热电偶柱导管密封座的上部管段打包送往AC厂房。

5.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤2)中，对下部管段的管壁外径和管段切面、内部管上部端面的高度进行精加工。

6.根据权利要求5所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤2)中，打磨下部管段的管壁外径残留焊缝，保持管壁的圆滑，对管壁外径和管段切面与内部管上部端面的高度e进行精加工，测量新的热电偶柱导管密封座的上部管段实际尺寸d，并保证尺寸e＝d+(0-1)mm。

7.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤3)中的无损检测包括液体探伤和射线探伤。

8.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤3)中，实施的焊接为I型坡口管板对接氩弧焊，组对间隙f为0-1mm。

9.根据权利要求1所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，步骤3)中，在引入新的热电偶柱导管密封座的上部管段之前，准备2-5根通规，挑选外圈管孔并从顶端插入，在密封管座处伸出5-10mm，然后引入上部管座并接近下部管座处，确定好通规对应下部管座管孔的对应位置，缓慢对齐落座。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法，其特征在于，还包括在步骤4)之后在热电偶接头上安装防松密封接头和保护套。

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