CN111521352A - 一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法 - Google Patents

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CN111521352A CN202010427036.3A CN202010427036A CN111521352A CN 111521352 A CN111521352 A CN 111521352A CN 202010427036 A CN202010427036 A CN 202010427036A CN 111521352 A CN111521352 A CN 111521352A
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王树强
刘玉铎
金征盈
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CGN Power Co Ltd
Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Co Ltd
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Abstract

本申请属于核电站专设安全设施技术领域，提供一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，包括：S1、安装试验压力表；S2、逆止阀下游先升压后对逆止阀上游降压；S3、计算压力变化值并判断是否异常；S4、使异常逆止阀的上下游保持压力平衡；S5、对逆止阀的上游快速泄压进行反向冲洗；S6、若逆止阀为RCP逆止阀，则重复步骤S2‑S3验证密封性，验证合格则结束，验证不合格则重复步骤S4‑S6；若逆止阀为RIS逆止阀，则进行下一步骤；S7、待逆止阀的上下游重新保持压力平衡后，对逆止阀的下游快速泄压进行正向冲洗；S8、重复步骤S2‑S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4‑S8。该方法具有操作简单、清洗有效，占用的资源少且成本低的优点。

Description

一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法
技术领域
本申请属于核电站专设安全设施技术领域，更具体地说，是涉及一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法。
背景技术
在核电站机组调试启动阶段(冷试、热试升压过程中)，或在换料大修的停运期间和换料大修之后的升温期间，需要进行核电站安装管线逆止阀密封性检测试验。该试验为《核安全相关系统和设备定期试验监督大纲》要求的监督项目，下文简称为大纲要求，其目的是为了确保安注管线下游的逆止阀是密封的，使得安全壳外不能有小破损的风险，确保安全壳内的放射性介质不能通过安注管线逆向流出安全壳外。
安全注入系统(简称RIS)是最主要的核岛安全系统之一，是核电站中非常重要的一个系统。当核电站内反应堆冷却剂系统(又称一回路，简称为RCP)出现故障时，容易导致反应堆不能冷却而失去控制，此时由安全注入系统进行补救，保证核电站反应堆的安全运行，安全注入系统的上游连接有核岛排气和输水系统(简称RPE)。
现有技术中，逆止阀密封性检测试验方法为：在试验前需要在阀门下游安装临时试验压力表，试验时先将逆止阀上下游均冲水增压，之后将所试验的逆止阀上游泄压，观察试验压力表的示数变化，若压力表没有变化或变化很小，说明该逆止阀密封性完好，若压力表的示数增大并超过要求的最终压力值，说明该逆止阀出现密封异常，该方式存在检测时间久，操作相对复杂、工作量大等缺点。
现有技术中，虽然能检测出逆止阀密封异常，但是无法确定逆止阀因何种原因出现的密封异常，经过多年累计的经验发现，密封异常主要是阀瓣上存在杂质导致以及逆止阀本本身损伤或装配不到位等原因导致，但是对于现有的密封异常情况没有很好的解决方式，以致现在的做法是直接将逆止阀进行解体检查，并对阀瓣和阀座进行研磨等维护，这种方式需要对核电机组进行一回路排空和拆卸等步骤，对核电机组的工作量、维修量和工作风险都有一定的影响，严重时还延缓了大修工期和提高了核电机组的成本。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，以解决现有技术中对逆止阀密封检测及异常处理工作量大且成本高的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，包括以下步骤：
S1、对待处理的逆止阀上游泄压，并在所述逆止阀上游安装试验压力表；
S2、对所述逆止阀下游先升压至检验压力值后再对所述逆止阀上游降压；
S3、在一定时间间隔内，根据所述试验压力仪表的数值变化计算压力变化值，若所述压力变化值大于规定要求值，则所述逆止阀密封异常，执行下一步骤；若所述压力变化值小于或等于规定要求值，则所述逆止阀密封正常，密封性检测结束，进行所述试验压力表拆解动作；
S4、使出现密封异常的所述逆止阀的上游与下游保持压力平衡；
S5、对所述逆止阀的上游进行快速泄压，利用安注管线内的介质对所述逆止阀进行反向冲洗；
S6、若所述逆止阀为RCP逆止阀，则重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S6；若所述逆止阀为RIS逆止阀，则进行下一步骤；
S7、待所述逆止阀的上游与下游重新保持压力平衡后，对所述逆止阀的下游快速泄压，利用安注管线内的介质对所述逆止阀进行正向冲洗；
S8、重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S8。
在一个实施例中，在所述步骤S4和S7中，当所述逆止阀的上游与下游保持压力平衡后，使用木锤敲击所述逆止阀。
在一个实施例中，所述压力变化值的计算公式为：
Figure BDA0002499093580000031
式中，ΔPp/ΔT为逆止阀试验前后单位时间内的压力变化值；Q为逆止阀允许的泄漏率；Ev为水的弹性模量；V为逆止阀对应的安注管线管道容积；△Pf为运行压差，△Pt为试验压差。
在一个实施例中，在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过所述逆止阀自身的泄漏实现。
在一个实施例中，在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过所述逆止阀的上游的RPE阀门和系统本身提供的压力实现。
在一个实施例中，在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过引入系统本身压力源实现。
在一个实施例中，所述系统本身压力源为系统本身的中压安注罐压力源。
在一个实施例中，在所述步骤S5和所述步骤S7中，所述逆止阀的快速泄压通过秒级快速开关实现。
在一个实施例中，所述秒级快速开关通过手动方式或自动方式实现打开和关闭。
在一个实施例中，所述秒级快速开关的打开时间为0.1s-1s。
在一个实施例中，所述秒级快速开关为疏水阀或隔离阀。
在一个实施例中，所述安注管线内对所述逆止阀进行冲洗的介质为硼水。
在一个实施例中，在所述步骤S6和S8中，分别重复上述步骤S4-S7的次数为1-3次，若验证仍旧不合格，则对所述逆止阀进行解体检修。
本申请提供的一种核电站机组安全注入系统逆止阀密封异常处理方法的有益效果在于：
通过对待检测的逆止阀进行密封性检测测试，能在很短的时间内快速确定逆止阀是否出现密封异常，节约了时间和降低了检测工作量，通过对出现异常的逆止阀进行平衡压差反向冲洗或平衡压差反向及正向冲洗，且根据F＝PS以及阀瓣的密封面非常小，当逆止阀上游和下游出现压力差时，使得密封面上受到的冲击力极大，这样有效保证了密封面上附着的杂质被冲洗掉，该逆止阀密封异常处理方法具有操作简单、清洗有效、工作量小、占用的资源少且成本低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法中各系统的连接关系示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图2所示，在本申请提供的实施例中，RIS表示为安全注入系统，RCP表示为核电站内反应堆冷却剂系统，RPE表示为核岛排气和疏水系统，RRA表示为余热排出系统，PTR表示为反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统。在本实施例中，试验压力表安装在RPE和RIS之间，其中RIS上的逆止阀为RIS逆止阀，RCP上的逆止阀为RCP逆止阀，PTR上的阀门为PTR阀门，RPE上的阀门为RPE阀门，RRA上的阀门为RRA阀门，各系统上均设有多个阀门，且阀门有串联也有并联，这属于现有的常规设置，在此不进行一一介绍。
如图1和图2所示，现对本申请实施例提供的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法进行说明。该核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，包括以下步骤：
S1、对待处理的逆止阀上游泄压，并在逆止阀上游安装试验压力表；泄压通过先关闭RIS隔离阀，再打开RPE阀门实现。
S2、对逆止阀下游先升压至检验压力值后再对逆止阀上游降压；检测压力值为26bar(这里的1bar＝105Pa)。
S3、在预定时间间隔内，根据试验压力仪表的数值变化计算压力变化值，若压力变化值大于规定要求值，则逆止阀密封异常，执行下一步骤；若压力变化值小于或等于规定要求值，则逆止阀密封正常，密封性检测结束，进行试验压力表拆解动作；这里的预定时间间隔为10分钟，因此该密封性检测时间相对现有技术中时间需要几个小时来说，检测时间相对较短，且仅需要对逆止阀下游升压和上游降压，相对于现有技术中需要对逆止阀上下游均需要升压的操作方式来说，降低了工作量，在本实施例中，规定要求值为3.2bar/h。
S4、使出现密封异常的逆止阀的上游与下游保持压力平衡；保持逆止阀上游与下游压力平衡的目的在于在进行冲洗前，使得附着在逆止阀阀瓣密封面上的杂质未受压力挤压处于自由状态，此时杂质附着在逆止阀阀瓣密封面上的附着力最小，方便杂质被冲洗掉。
S5、对逆止阀的上游进行快速泄压，利用安注管线内的介质对逆止阀进行反向冲洗；在该步骤中，是利用安注管线内剩余的介质进行冲洗，使用量很少，因此无需额外补充介质。
S6、若逆止阀为RCP逆止阀，则重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S6；若逆止阀为RIS逆止阀，则进行下一步骤；其中RCP逆止阀为一回路系统上的逆止阀，RIS逆止阀为安全注入系统上的逆止阀。
S7、待逆止阀的上游与下游重新保持压力平衡后，对逆止阀的下游快速泄压，利用安注管线内的介质对逆止阀进行正向冲洗；对RIS逆止阀进行反向和正向双向冲洗，使得阀瓣进行左右摆动，这样有利于阀瓣密封面上的杂质被冲洗掉，使得逆止阀密封正常。
S8、重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S8。整个逆止阀密封性检测和异常处理过程仅需要2-3小时就可以完成，大大节约了工作时间，且操作简单，所带来的风险也小，通过上述过程基本可以解决逆止阀密封异常问题，有效避免经济损失及维修过程核辐射造成的安全影响。
在步骤S6中，针对RCP逆止阀(因其下游为一回路管线，无开口点)，用平衡压差反向冲洗阀，既能保证对杂质进行冲洗，又能保证其不影响一回路。
在步骤S6和步骤S7中，针对RIS阀门则采用平衡压差反正双向冲洗法：即通过对RIS逆止阀的上游和下游分别泄压，实现快速泄压操作，达到冲洗密封面上杂质的目的。当反向冲洗完成后，使得RIS逆止阀的上游与下游压力再次平衡稳定后，再进行正向冲洗操作，通过反正双向冲洗法可以使异物在阀瓣左右摆动过程中更容易脱离密封面达到RIS逆止阀密封合格的目的。
在本实施例中，在步骤S4和S7中，当逆止阀的上游与下游保持压力平衡后，使用木锤敲击逆止阀。当逆止阀的上游与下游保持压力平衡后，阀瓣密封面上附着的杂质没有收到额外的挤压力处于自由状态，此时杂质上的附着力最小，当木锤敲击后，使得杂质会脱离阀瓣或者与出现松动而降低附着力，从而方便后续杂质被冲洗掉。
在本实施例中，压力变化值的计算公式为：
Figure BDA0002499093580000071
式中，ΔPp/ΔT为逆止阀试验前后单位时间内的压力变化值，单位为bar/h；Q为逆止阀允许的泄漏率，单位为ml/h；Ev为水的弹性模量，一般为2280MPa；V为逆止阀对应的安注管线的管道容积，单位为m3；△Pf为运行压差，△Pt为试验压差。具体地，ΔT为10min，Q＝60D(D为逆止阀所在安注管线的管道直径)。当然，Q(Qf)也可以根据以下公式进行计算：
Figure BDA0002499093580000072
式中，Q(Qf)为在△Pf下的泄漏率；Qt为在△Pt下的泄漏率；△Pf为运行压差，单位为bar；△Pt为试验压差，单位为bar。
本申请实施例提供的一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法的有益效果在于：
1、逆止阀密封性检测时间短、操作简单和工作量小。
2、实现了所有逆止阀在首次执行压力平台(逆止阀密封试验验证所需要的压力)完成逆止阀密封异常处理，无需升压到下一个压力平台(逆止阀密封试验如有异常需要进行多组压力试验)再次执行，减少了机组操作和人员压力。
3、该逆止阀密封异常处理方法无需改变核电机组状态，尤其是一回路压力和中压安注罐状态，不会导致中压安注罐大量硼水的消耗，也不产生后续再给中压安注罐补水操作。
4、该逆止阀密封异常处理方法仅利用逆止阀上游和下游中安注管线内存在的泄漏水产生的压力即可完成冲洗，并且能达到冲洗效果好的目的。
5、该逆止阀密封异常处理方法仅需要在安注管线内存在少量的介质即可，利用瞬间产生的巨大压差，以及密封面小的特点，根据F＝PS，作用在杂质上的冲洗力会远远大于通过一回路降压的方式所产生的冲洗力，冲洗效果自然比现有方法更好。
6、该逆止阀密封异常处理方法与逆止阀进行密封性检测可同步进行，且利用反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统(简称PTR)内的介质，无需额外冲入介质，节约了时间和管道拆装工作量。
具体地，在步骤S4和S7中，逆止阀的上游与下游的压力平衡通过逆止阀自身的泄漏实现。逆止阀出现密封异常时，会导致逆止阀的上游和下游之间能通压并逐渐处于平衡状态，因此，在进行步骤S4和S7时，仅需要等待一定时间使逆止阀的上游与下游出现压力平衡即可，无需额外操作。
在其他实施例中，逆止阀的上游与下游的压力平衡通过逆止阀上游的RPE阀门(核岛排气和疏水系统上的阀门)和系统本身提供的压力实现，这里的系统本身是指逆止阀所属的系统，如逆止阀为RIS逆止阀，则系统本身是指RIS系统，通过RPE阀门和系统本身提供的压力能快速实现逆止阀上下游的压力平衡。或者，逆止阀的上游与下游的压力平衡通过在逆止阀的上游引入系统本身压力源实现，系统本身压力源的设置用于加快逆止阀的上游和下游达到压力平衡状态，节约时间。具体地，系统本身压力源为系统本身的中压安注罐压力源，由于中压安注罐压力源为RIS系统本身自带的，因此也无需产生额外的安装动作。
具体地，在本实施例中，在步骤S5和步骤S7中，逆止阀的快速泄压通过秒级快速开关实现。因安注管线内的介质存量可能不多，冲洗时间不可能很久，因此，采用秒级快速开关可用于减少泄压时间，并且该逆止阀密封异常处理方法是利用逆止阀上游与下游瞬间出现压力差进行冲洗，压力差的实现在瞬间就可以实现，因此也就无需冲洗太多的时间。
具体地，在本实施例中，秒级快速开关通过手动方式或自动方式实现打开和关闭。不管是手动或自动对秒级快速开关进行打开或关闭，均只需要一瞬间的操作动作即可。具体地，秒级快速开关的打开时间为0.1s-1s。由于人为手动操作存在操作快慢，但是基本不会超过1s。在这1s内，由于巨大压力差的存在，能瞬间对杂质进行冲洗并具有冲洗效果好的优点。
在本实施例中，安注管线内对逆止阀进行冲洗的介质为硼水。在本实施例中，秒级快速开关为疏水阀或隔离阀。在RIS逆止阀和RCP逆止阀之前设有疏水阀，RIS逆止阀的上游设有隔离阀。
在本实施例中，在步骤S6和S8中，重复上述步骤S4-S8的次数为1-3次，若验证还不合格，则对逆止阀进行解体检修。具体地，在步骤S6中，重复步骤S4-S6的次数为1-3次，在步骤S8中，重复步骤S4-S8的次数为1-3次。其中，对RCP逆止阀进行反向冲洗时，当第一次冲洗完成后，若验证不合格并记录第一密封数据，该第一密封数据与未冲洗前的原始密封数据(泄露压)进行对比，观察冲洗是否有效果；当第二次冲洗完成后，若验证还不合格并记录第二密封数据，第二密封数据与第一密封数据进行对比，观察冲洗是否有效果，若没效果则判断不是杂质异常，则需要对逆止阀进行解体检修。若第二密封数据相对第一密封数据有改善，则进行第三次冲洗，依次类推，直至逆止阀密封正常或判断逆止阀是非杂质异常。同理，对RIS逆止阀进行反正双向冲洗时，判断步骤与对RCP逆止阀的判断步骤相同，在此不进行陈述。
本申请实施例提供的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，具有操作简单、冲洗效果好、时间短的优点。该逆止阀密封性检测和异常处理方法能快速地判断逆止阀是否异常以及能快速排查是否因为杂质引起的密封异常，具有良好的效果和收益，在实际创造过程中，克服了技术人员的惯性思维收获是巨大的。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对待处理的逆止阀上游泄压，并在所述逆止阀上游安装试验压力表；
S2、对所述逆止阀下游先升压至检验压力值后再对所述逆止阀上游降压；
S3、在预定时间间隔内，根据所述试验压力仪表的数值变化计算压力变化值，若所述压力变化值大于规定要求值，则所述逆止阀密封异常，执行下一步骤；若所述压力变化值小于或等于规定要求值，则所述逆止阀密封正常，密封性检测结束，进行所述试验压力表拆解动作；
S4、使出现密封异常的所述逆止阀的上游与下游保持压力平衡；
S5、对所述逆止阀的上游进行快速泄压，利用安注管线内的介质对所述逆止阀进行反向冲洗；
S6、若所述逆止阀为RCP逆止阀，则重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S6；若所述逆止阀为RIS逆止阀，则进行下一步骤；
S7、待所述逆止阀的上游与下游重新保持压力平衡后，对所述逆止阀的下游快速泄压，利用安注管线内的介质对所述逆止阀进行正向冲洗；
S8、重复步骤S2-S3验证密封性，若验证合格则结束，若验证不合格则重复步骤S4-S8。
2.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S4和S7中，当所述逆止阀的上游与下游保持压力平衡后，使用木锤敲击所述逆止阀。
3.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述压力变化值的计算公式为：
Figure FDA0002499093570000011
式中，ΔPp/ΔT为逆止阀试验前后单位时间内的压力变化值；Q为逆止阀允许的泄漏率；Ev为水的弹性模量；V为逆止阀对应的安注管线管道容积；△Pf为运行压差，△Pt为试验压差。
4.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过所述逆止阀自身的泄漏实现。
5.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过所述逆止阀的上游的RPE阀门和系统本身提供的压力实现。
6.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S4和S7中，所述逆止阀的上游与下游的压力平衡通过引入系统本身压力源实现。
7.如权利要求6所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述系统本身压力源为系统本身的中压安注罐压力源。
8.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S5和S7中，所述逆止阀的快速泄压通过秒级快速开关实现。
9.如权利要求8所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述秒级快速开关通过手动方式或自动方式实现打开和关闭。
10.如权利要求9所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述秒级快速开关的打开时间为0.1s-1s。
11.如权利要求9所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述秒级快速开关为疏水阀或隔离阀。
12.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：所述安注管线内对所述逆止阀进行冲洗的介质为硼水。
13.如权利要求1所述的核电站机组逆止阀密封性检测和异常处理方法，其特征在于：在所述步骤S6和S8中，重复上述步骤S4-S8的次数为1-3次，若验证仍旧不合格，则对所述逆止阀进行解体检修。
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