爆破吹扫法在核电机组中的应用

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摘 要：在核电工程中，二回路系统蒸汽管道的清洁对电站安全运行起着至关重要的作用。近年来国内部分核电站利用爆破吹扫法对蒸汽管道进行吹扫，以去除蒸汽管道中的锈蚀、焊渣及其他异物，从而避免异物进入蒸汽发生器及汽轮机等重要设备，造成设备故障和事故。核电机组蒸汽发生器的安全运行是核安全的重要凭证，对设备清洁的要求比火电机组要求更高。现以福清核电1号机组为例，将主蒸汽及相关系统管道吹扫方法的良好实践总结出来，希望能够为其它电站提供一定的参考。

关键词：核电 二回路 爆破吹扫 蒸汽管道 良好实践

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0212-02

Application of Burst-Purging Method in Nuclear Power Unit

Huang Zhuanbin Wang Feng

（China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Beijing，100080，China）

Abstract：In nuclear power engineering， the cleaning of steam pipeline in secondary circuit system plays a vital role in the safe operation of power plant. In recent years， some domestic nuclear power plants usethe burst-purging method for steam pipelines to remove the rusts， weld slag and foreign materials， so as to avoid them entering steam generator， steam turbine and other important equipments and causing equipment failures and accidents.The safe operation of steam generator in nuclear power units is an important certificate of nuclearsafety， and it has higher requirements on equipment cleaning than those in thermal power unit. Now it takes Unit 1 of Fuqing Nuclear Power Station as example and summarizes the good practices on pipeline burst-purging of main steam system and its relevant systems to provide a reference for other plants.

Key Words：Nuclear Power；Secondary Circuit；Burst-Purging；Steam Pipeline；Good Practice

核电机组二回路管道清洁度的控制是二回路管道安装中的重要环节，主蒸汽经主汽门后直接进入汽轮发电机高压缸，因此，蒸汽主管内的清洁度直接关系到机组安全运行[1]。在福清核电厂1、2号机组中，汽轮机是东方电气集团使用ALSTOM技术生产的ArabelleTM1000MW级大型汽轮机。该汽轮机是一台单轴、三缸四排汽、带有中间汽水分离再热器的多级冲动式、凝汽式汽轮机，转速为1500 rpm[2]。该汽轮机有一个高中压合缸（HIP）和两个低压缸（LP）。蒸汽在高压缸和中压缸中为单流程，在低压缸中为对称双流程。高中压转子和两个低压转子都由两个径向轴承支撑。高中压转子通过联轴器与低压转子刚性连接，整个轴系只有一个推力轴承，位于中压缸和1号低压缸之间的轴承箱内。该汽轮机独特的结构决定了蒸汽在汽轮机中做功的流程为：主蒸汽通过四组蒸汽阀门进入高压缸，每组阀门由一个高压主汽阀和一个高压调节阀组成。在高压缸中膨胀做功以后，蒸汽被送往两个并联运行的汽水分离再热器中。先在汽水分离器中进行除湿，接着在两级再热器中依次被加热[3]后，通过四组中压主汽阀和调节阀进入到中压缸。在中压缸中膨胀做功以后，蒸汽进入低压缸继续膨胀做功并排入下部的凝汽器。

1. 爆破吹扫实施过程

1.1 爆破吹扫范围

ARE（主给水流量控制系统）给水调阀后隔离阀起，经ARE至蒸汽发生器给水管线蒸汽发生器本体核岛侧主蒸汽管线主蒸汽联箱高压主汽阀前主蒸汽排气临时管道爆破阀，及主蒸汽至各用户设备前的管道。

为防止ARE管道内杂物进入蒸汽发生器[4]，ARE系统给水调阀至凝汽器管道进行反吹扫，进凝汽器前临时管道引出，做为排气口。

1.2 吹扫临时设施

（1）在爆破阀前两侧用脚手架作为龙骨，竹排或木方围护起来，作为安全防护栏[5]。

（2）主蒸汽管道最后与主汽门相连的直管段暂不安装，并把此作为主蒸汽吹扫的出口，出口处设靶板及爆破阀（临时阀1），如图1所示。

（3）在主蒸汽两侧旁路联箱封头处疏水袋底部留吹扫口，安装临时管道和临时阀门（临时阀2，临时阀3），并在临时管道上设置靶板，手动控制临时阀门进行吹扫，避免出现盲端。

（4）第二级再热器加热蒸汽管道与设备接口处接临时管道，安装临时管道和临时阀门（临时阀4），并在临时管道上设置靶板，手动控制临时阀门进行吹扫。

（5）旁路蒸汽至轴封蒸汽母管处预留接口，并把此作为旁路蒸汽至轴封蒸汽管道的吹扫出口。

（6）蒸汽转化器进汽管道在各隔离阀处预留接口作为管道吹扫出口。

（7）常规岛在主蒸汽临时管道上设置压力表。

（8）其余各排放口吹扫时可就地排放（但不得吹向机械设备、电气盘柜、人和其它物项，排放地点要空旷、安全）。

1.3 爆破吹扫流程

主蒸汽系统吹洗主要包括主蒸汽管道、旁路蒸汽系统管道、第二级再热器加热蒸汽系统管道。该系统管道采用压缩空气吹扫，具体方法为把蒸发器作为充气储罐[6]，当充气压力达到0.6 MPa[7]时快速打开爆破阀，使蒸发器的气体迅速通过主蒸汽系统的有关管道，以达到吹扫的目的。爆破的气源采用压缩空气，供气点核厂房蒸发器的主给水排放口进气和常规岛主蒸汽吹扫临时管进气，达到0.6 Mpa为止，吹扫顺序为：先主蒸汽管及旁路蒸汽管道、二级再热蒸汽管，汽水分离再热器蒸汽管道，主蒸汽至除氧器蒸汽管道，然后吹扫其它相关系统和各支管管道。首先进行主蒸汽管道爆破吹扫，待爆破吹扫合格后，依次打开各临时阀进行主蒸汽旁路管道、GSS（汽水分离再热器）蒸汽管道吹扫、STR（蒸汽转换系统）蒸汽管道、ADG（除氧器）蒸汽管道，另外其它疏水、放气等管道在各阶段吹扫时进行穿插吹扫。

1.3.1 主蒸汽吹扫

在进气初期，徐缓慢向管道送气，当检查排出口有气体排出，方可逐渐加大气量，以防阀门、盲板等不正确原因造成系统局部超压现象[8]。

首先将核岛充气压力达到0.1 Mpa时，快速打开主蒸汽吹扫爆破阀（临时阀1）进行吹扫，当压力降为零时，关闭爆破阀。此时要全面检查各临时支架及爆破阀的状况是否牢固可靠；如正常则将核岛充气压力充到0.3 Mpa，再快速打开主蒸汽吹扫爆破阀进行吹扫，当压力降为零时，关闭爆破阀。此时要再次全面检查各临时支架及爆破阀的状况是否正常。

如上述预吹扫情况正常则将系统管道充气，压力充到0.6 Mpa，再快速打开主蒸汽吹扫爆破阀，当压力降为零时，关闭爆破阀。进行主蒸汽系统的吹扫，直至合格，当所爆破阀所在管道吹扫合格后停止充气。

1.3.2 主蒸汽旁路管道吹扫

主蒸汽旁路管道吹扫，在旁路管道末端疏水袋处接临时管道，当核岛充气压力充到0.6 Mpa，手动打开爆破阀进行吹扫，直至打靶合格。主蒸汽旁路分为2路，分别安装2个爆破阀（临时阀2、临时阀3）。

1.3.3 二级再热器加热蒸汽管道吹扫

二级再热器加热蒸汽管道在与设备接口处预留两个管段，用来接临时管道，并在临时管道上设临时阀门，将核岛充气压力充到0.6 Mpa，通过手动控制临时阀门4进行吹扫，直至吹扫合格。

1.3.4 主蒸汽至除氧器蒸汽管道吹扫

主蒸汽至除氧器蒸汽管道在与抽气管道连接处断开接临时管道，并在临时管道上设置临时阀，将核岛充气压力充到0.6 Mpa，通过手动控制临时阀门进行吹扫，直至吹扫合格。

1.3.5 各系统疏水、放汽、取样支管的吹扫

各系统疏水、放汽、取样支管可在吹扫各系统之间，控制各系统疏水、放汽支管的阀门，穿行吹扫，直至合格。

2 检验方法及验收标准

（1）对于放置靶板的管道的吹扫，在保证冲刷力的前提下，连续两次更换靶板检查，靶板上的冲击斑痕粒度不得大于0.8mm，且斑痕不多于8点即认为吹扫合格[9]。对于没有放置靶板的管道的吹扫，以出口处的空气洁净为准[10]。

（2）靶板位置：靶板应放置于爆破阀前临时管中心。

（3）靶板放置时间：系统在吹扫5次后，再放入进行初步检查，更换靶板时应保持靶板表面光滑洁净。

（4）对每次吹扫的靶板进行编号，以便保存。

（5）靶板规格：750 mm×60 mm×5mm、300 mm×25 mm×5 mm，靶板材质为铝板。

3 吹扫结果分析

（1）主蒸汽管道爆破15次后打靶结果还是一直不合格，由于疏水器结构比价大，经过分析爆破吹扫不能将主蒸汽管道疏水器内杂物全部带出，每次爆破吹扫都会带出一部分疏水器内杂质，使打靶结果不合格。后打开每个疏水器排污阀吹扫一段时间，然后爆破打靶，打靶记录合格。

（2）由于临时管道清洁度远远低于正式管道，靶板安装在尽量靠近正式管道的地方，减少临时管道对吹扫结构的影响，提高吹扫效率。

4 结论

利用爆破吹扫法对核电二回路蒸汽管道进行吹扫，能安全有效的去除管道中的异物，做到对蒸汽管道的全面吹扫，不留死角，使二回路蒸汽管道的清洁度得到保证，对以后机组安全、稳定、经济运行起着极其重要的作用；对于安装靶板的管道，可以有效的验证吹扫效果。

参考文献

[1] 蔡勇勇，方亚萍，申孟法.爆破吹扫技术在核电机组二回路蒸汽系统冲管中的应用[J].电力建设，2011，32（1）：121-123.

[2] 罗霞，胡丽萍，刘祥，等.1000 MW半转速核电汽轮机高中压缸制造技术研究[J].东方汽轮机，2011（1）：39-45.

[3] 张志恒.百万核电汽轮机汽水分离再热器系统设计[J].科技资讯，2011（17）：107-109.

[4] 国家质量技术监督局.压力容器安全技术监察规程[S].

[5] 黄春芳，陈燕，周芳，等.石油天然气管道站内管道爆破吹扫[J].油气储运，2012，31（12）：934-936.

[6] GB/T 16702-1996，压水堆核电厂核岛机械设备设计规范[S].

[7] 房进胜，候艳惠.工艺管道吹扫新方法―爆破法应用例析[J].建筑，2011（5）：72-73.

[8] TSG D0001-2009，压力管道安全技术监察规程-工业管道[S].

[9] DL5031-94，电力建设施工及验收技术规范（管道篇）[S].

[10] DL/T 5210.5-2009，电力建设施工质量验收及评价规程[S].