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【摘 要】CPR1000机组大修为保证反应堆压力容器与蒸汽发生器检修工作同时开展，需安装高水位堵板将蒸汽发生器一次侧管座密封环封堵，以优化工期。如何验证高水位堵板的可用性就显得尤为重要。论文就CPR1000机组蒸汽发生器一次侧管座密封环高水位堵板的验收展开了深入研究。
【Abstract】In order to ensure the simultaneous maintenance of reactor pressure vessel and steam generator in the overhaul of CPR1000 unit， it is necessary to install high water level shutoff plate to seal the sealing ring of primary side tube seat of steam generator， so as to optimize the construction period. How to verify the usability of high water level plug is particularly important. In this paper， the acceptance of high water level shutoff plate for a primary side tube seat sealing ring of steam generator of CPR1000 unit has been deeply studied.
【关键词】蒸汽发生器;高水位堵板;一次侧
【Keywords】steam generator; high water level plugging plate; primary side
【中图分类号】TM623 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）06-0146-02
1 引言
蒸汽发生器（下文中简称“蒸发器”）高水位堵板是为了优化大修工期，在蒸发器一次侧管座密封环上临时安装的密封装置。国内现有的高水位堵板多采用气囊密封式，各厂家高水位堵板结构略有不同。各电站采购书要求设备具备密封防水功能，但没有具体的细则要求。从实践情况来看很难满足现场实际应用需求。本报告针对气囊密封高水位堵板（下文中简称“高水位堵板”或“堵板”）的验收进行介绍，以确保堵板性能，最大程度减少超预期泄漏的情况发生。
2 CPR1000机组蒸发器一次侧管座密封环高水位堵板介绍
2.1 高水位堵板的结构介绍
堵板系统结构大致可分为：控制箱、管线、主体结构（中间板、侧板、密封气囊、紧固件）。
控制箱：控制、调节气体流量及压力并提供参数显示，同时可进行气体分流;
管线：包含主气源管线、电源线及分气管线;
主体结构：包含中间板、侧板、密封气囊、紧固件。
2.2 高水位堵板原理介绍
密封气囊的结构，整个胶囊呈碗状，与中间板连接固定，用来实现密封的两道气囊位于整个胶囊周向外侧。正常安装后，气囊充气膨胀后挤压一次侧管座密封环内侧形成密封。高水位堵板共有3道密封：干室密封、湿室密封、机械密封。正常情况下，干室密封和湿室密封均能起到单独密封的作用，构成了2道密封屏障，机械密封通过紧固件的紧固力，起到缓减泄漏的作用。中间气室的作用是监测泄漏，当干室、湿室充气后，形成中间气室密封腔室，可进行充气、保压。当干室或湿室出现密封失效点，中间气室的气体将会通过失效点泄漏，此时控制箱上对应的中间气室将会出现流量显示。
3 CPR1000机组蒸发器一次侧管座密封环高水位堵板验收
3.1 中间板和侧板的外观检查
中间板和侧板检查需确保压紧面没有明显撞击缺陷，无裂痕（尤其在安装孔的外边），确保各结合面接洽良好。
3.2 紧固件检查
检查螺栓的螺纹状况和各部件外观检查（无擦伤、撞击、腐蚀等痕迹以及几何变形缺陷等）。
检查各紧固件无松动，螺钉等松动件有防松措施。
注：堵板的安装是服务于蒸发器的后续检修活动，中广核历史大修出现过堵板紧固件高度过高，与蒸发器水室内部堆焊层CCTV设备相干涉，影响现场工作的事件，使用对于紧固件的高度，也需有一定的要求。
3.3 密封气囊及气管的检查
密封胶囊厚度满足国家标准要求，密封膠囊及气管表面无裂缝、无擦伤和磨损，胶囊表面光滑清洁无杂物等。
3.4 其他外观检查
检查堵板整体设计满足要求，有备用电源和气源，保证断电和断气情况下堵板的密封功能。
堵板充气状态下，检查各气管接头无泄漏。
3.5 堵板密封气囊测量
堵板根据现场使用要求，在未充气的情况下，堵板可以无阻碍安装到蒸发器一次侧管座密封环上;在充气的情况下，堵板的干室密封、湿室密封均匀地坐落在蒸发器一次侧管座密封环内壁上构成密封。 为满足上述要求，需对堵板密封气囊的内外径尺寸进行实际测量计算，并通过对侧板、中间板安装后的测量数据，以及一次侧管座密封环的极限值来验证其是否在未充气前安装时满足使用要求，且在充气后满足密封要求。
①蒸发器一次侧管座密封环内径设计尺寸为Φ965±0.5mm，由此可知，其实际测量尺寸设为A，则964.5mm≤A≤965.5mm。②中间板本身与密封气囊相连接，安装时只需再安装两块侧板。由于中间板及侧板材料类型都为金属，安装后，以及密封胶囊充气前后，对其影响可忽略不计，可实际测量其安装后的整个金属结构（中间板+两块侧板）尺寸，设其未B。③将密封气囊未充气前实际直径测量计算尺寸设为C1，充气后实际直径测量尺寸设为C2，C2-C1的差值即为密封气囊的补偿量，设其未C。
当C1值<964.5mm时，不影响高水位堵板的安装;当C值>（965.5-B值）mm时，可验证堵板密封气囊满足使用要求。
关于C1、C2值的测量计算，由于密封气囊属于橡胶制品，直接进行测量，误差较大，可测量其周长，通过公式（周长=π*直径），计算C1、C2值。
注意：测量周长时，需将堵板倒置，并安装侧板。测量未充气前周长，尽可能将密封气囊内气体排空;测量充气后周长，不能直接充气到工况压力，以免充气破损，建议充气压力1bar，根据结果判定是否满足密封要求。
3.6 密封面检查
①测量密封气囊干室密封、湿室密封未充气状态下的宽度，检验其是否在工艺转换的过程中满足设计要求。②为验证干室密封及湿室密封在使用中的宽度，将密封面涂抹蓝油，并在堵板不充水状态下及堵板充水状态下进行试验。 验证在两种情况下，蓝油坐落在模拟体上的宽度与测量的数据是否一致，进一步验证气囊密封的效果。
3.7 压力密封试验
为了让试验状态更接近工况，在水气共存的环境下，用系统供水的方式进行堵板密封试验。
关于堵板使用前的泄漏试验，需使用蒸发器一次侧管座密封环模拟体（后续简称“模拟体”）。
模拟体主要用途：高水位堵板安装和拆卸操作、密封试验、管线密封检查、控制箱性能试验等。模拟体需是1：1比例全尺寸模拟现场蒸发器一次侧管座密封环的设计进行加工，且须设计有供水、排气及压力显示装置。
①静压密封试验。将堵板安装在模拟体上，设置到工作状态。打开排气阀，用干净水灌满试验台，待排气结束后关闭排气阀。待模拟体压力显示为1.56bar后，关闭水源。保持压力至少5min，检查有无泄漏。试验过程中同时观察干室密封和湿室密封的压力变化，要求无泄漏。②动压密封试验。将堵板安装在模拟体上，设置到工作状态。关闭排气阀，用干净水充入试验台。待模拟体压力显示升到1.56bar后，关闭水源。压力保持至少5min，检查有无泄漏。试验过程中同时观察干室密封和湿室密封的压力变化，要求无泄漏。
3.8 机械密封试验
机械密封主要是考虑到堵板在密封气囊完全失效后，通过胶囊与一次侧管座法兰平面的密封来控制泄漏量，避免出现大量跑水的不可控情况。
堵板安装在模拟体上，对螺栓用力矩（力矩值按胶囊的压缩量及机械密封的试验效果获取）进行均匀紧固。将堵板设置到工作状态，将水压升到1.56bar，断开气源，检查逆止阀（高水位堵板自身需有逆止阀，防止接头脱落导致密封气囊不可用）是否泄漏。使用恒压泵维持1.56bar的水源压力，释放胶囊气体压力，根据此刻起水源在一定时间内的重量变化，计算出泄漏量。漏量小于50L/H则满足使用要求（50L/H的定量是根据高水位堵板泄漏后，人员的反应处理时间而来）。
3.9 高水位堵板长时间保压效果验证
堵板现场使用时间较长，需进一步验证密封气囊在工况下效果是否良好。将堵板安装在模拟体上，将堵板设置到工作状态，将水压升到2bar，断开堵板气源进行保压试验，要求每个堵板的保压時间大于12h，检查模拟体上压力表显示压力有无变化。
4 结语
通过上述试验，宁德核电高水位堵板（中核武汉核电运行技术股份有限公司设计制造），防城港核电高水位堵板（中国科学院光电研究所设计制造）圆满完成了验收和现场使用，为此报告提供了坚实、可靠的依据。多方位的考量，多层次的把关，无论是理论，还是实践，保证了高水位堵板的可用性。
【Abstract】In order to ensure the simultaneous maintenance of reactor pressure vessel and steam generator in the overhaul of CPR1000 unit， it is necessary to install high water level shutoff plate to seal the sealing ring of primary side tube seat of steam generator， so as to optimize the construction period. How to verify the usability of high water level plug is particularly important. In this paper， the acceptance of high water level shutoff plate for a primary side tube seat sealing ring of steam generator of CPR1000 unit has been deeply studied.
【关键词】蒸汽发生器;高水位堵板;一次侧
【Keywords】steam generator; high water level plugging plate; primary side
【中图分类号】TM623 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）06-0146-02
1 引言
蒸汽发生器（下文中简称“蒸发器”）高水位堵板是为了优化大修工期，在蒸发器一次侧管座密封环上临时安装的密封装置。国内现有的高水位堵板多采用气囊密封式，各厂家高水位堵板结构略有不同。各电站采购书要求设备具备密封防水功能，但没有具体的细则要求。从实践情况来看很难满足现场实际应用需求。本报告针对气囊密封高水位堵板（下文中简称“高水位堵板”或“堵板”）的验收进行介绍，以确保堵板性能，最大程度减少超预期泄漏的情况发生。
2 CPR1000机组蒸发器一次侧管座密封环高水位堵板介绍
2.1 高水位堵板的结构介绍
堵板系统结构大致可分为：控制箱、管线、主体结构（中间板、侧板、密封气囊、紧固件）。
控制箱：控制、调节气体流量及压力并提供参数显示，同时可进行气体分流;
管线：包含主气源管线、电源线及分气管线;
主体结构：包含中间板、侧板、密封气囊、紧固件。
2.2 高水位堵板原理介绍
密封气囊的结构，整个胶囊呈碗状，与中间板连接固定，用来实现密封的两道气囊位于整个胶囊周向外侧。正常安装后，气囊充气膨胀后挤压一次侧管座密封环内侧形成密封。高水位堵板共有3道密封：干室密封、湿室密封、机械密封。正常情况下，干室密封和湿室密封均能起到单独密封的作用，构成了2道密封屏障，机械密封通过紧固件的紧固力，起到缓减泄漏的作用。中间气室的作用是监测泄漏，当干室、湿室充气后，形成中间气室密封腔室，可进行充气、保压。当干室或湿室出现密封失效点，中间气室的气体将会通过失效点泄漏，此时控制箱上对应的中间气室将会出现流量显示。
3 CPR1000机组蒸发器一次侧管座密封环高水位堵板验收
3.1 中间板和侧板的外观检查
中间板和侧板检查需确保压紧面没有明显撞击缺陷，无裂痕（尤其在安装孔的外边），确保各结合面接洽良好。
3.2 紧固件检查
检查螺栓的螺纹状况和各部件外观检查（无擦伤、撞击、腐蚀等痕迹以及几何变形缺陷等）。
检查各紧固件无松动，螺钉等松动件有防松措施。
注：堵板的安装是服务于蒸发器的后续检修活动，中广核历史大修出现过堵板紧固件高度过高，与蒸发器水室内部堆焊层CCTV设备相干涉，影响现场工作的事件，使用对于紧固件的高度，也需有一定的要求。
3.3 密封气囊及气管的检查
密封胶囊厚度满足国家标准要求，密封膠囊及气管表面无裂缝、无擦伤和磨损，胶囊表面光滑清洁无杂物等。
3.4 其他外观检查
检查堵板整体设计满足要求，有备用电源和气源，保证断电和断气情况下堵板的密封功能。
堵板充气状态下，检查各气管接头无泄漏。
3.5 堵板密封气囊测量
堵板根据现场使用要求，在未充气的情况下，堵板可以无阻碍安装到蒸发器一次侧管座密封环上;在充气的情况下，堵板的干室密封、湿室密封均匀地坐落在蒸发器一次侧管座密封环内壁上构成密封。 为满足上述要求，需对堵板密封气囊的内外径尺寸进行实际测量计算，并通过对侧板、中间板安装后的测量数据，以及一次侧管座密封环的极限值来验证其是否在未充气前安装时满足使用要求，且在充气后满足密封要求。
①蒸发器一次侧管座密封环内径设计尺寸为Φ965±0.5mm，由此可知，其实际测量尺寸设为A，则964.5mm≤A≤965.5mm。②中间板本身与密封气囊相连接，安装时只需再安装两块侧板。由于中间板及侧板材料类型都为金属，安装后，以及密封胶囊充气前后，对其影响可忽略不计，可实际测量其安装后的整个金属结构（中间板+两块侧板）尺寸，设其未B。③将密封气囊未充气前实际直径测量计算尺寸设为C1，充气后实际直径测量尺寸设为C2，C2-C1的差值即为密封气囊的补偿量，设其未C。
当C1值<964.5mm时，不影响高水位堵板的安装;当C值>（965.5-B值）mm时，可验证堵板密封气囊满足使用要求。
关于C1、C2值的测量计算，由于密封气囊属于橡胶制品，直接进行测量，误差较大，可测量其周长，通过公式（周长=π*直径），计算C1、C2值。
注意：测量周长时，需将堵板倒置，并安装侧板。测量未充气前周长，尽可能将密封气囊内气体排空;测量充气后周长，不能直接充气到工况压力，以免充气破损，建议充气压力1bar，根据结果判定是否满足密封要求。
3.6 密封面检查
①测量密封气囊干室密封、湿室密封未充气状态下的宽度，检验其是否在工艺转换的过程中满足设计要求。②为验证干室密封及湿室密封在使用中的宽度，将密封面涂抹蓝油，并在堵板不充水状态下及堵板充水状态下进行试验。 验证在两种情况下，蓝油坐落在模拟体上的宽度与测量的数据是否一致，进一步验证气囊密封的效果。
3.7 压力密封试验
为了让试验状态更接近工况，在水气共存的环境下，用系统供水的方式进行堵板密封试验。
关于堵板使用前的泄漏试验，需使用蒸发器一次侧管座密封环模拟体（后续简称“模拟体”）。
模拟体主要用途：高水位堵板安装和拆卸操作、密封试验、管线密封检查、控制箱性能试验等。模拟体需是1：1比例全尺寸模拟现场蒸发器一次侧管座密封环的设计进行加工，且须设计有供水、排气及压力显示装置。
①静压密封试验。将堵板安装在模拟体上，设置到工作状态。打开排气阀，用干净水灌满试验台，待排气结束后关闭排气阀。待模拟体压力显示为1.56bar后，关闭水源。保持压力至少5min，检查有无泄漏。试验过程中同时观察干室密封和湿室密封的压力变化，要求无泄漏。②动压密封试验。将堵板安装在模拟体上，设置到工作状态。关闭排气阀，用干净水充入试验台。待模拟体压力显示升到1.56bar后，关闭水源。压力保持至少5min，检查有无泄漏。试验过程中同时观察干室密封和湿室密封的压力变化，要求无泄漏。
3.8 机械密封试验
机械密封主要是考虑到堵板在密封气囊完全失效后，通过胶囊与一次侧管座法兰平面的密封来控制泄漏量，避免出现大量跑水的不可控情况。
堵板安装在模拟体上，对螺栓用力矩（力矩值按胶囊的压缩量及机械密封的试验效果获取）进行均匀紧固。将堵板设置到工作状态，将水压升到1.56bar，断开气源，检查逆止阀（高水位堵板自身需有逆止阀，防止接头脱落导致密封气囊不可用）是否泄漏。使用恒压泵维持1.56bar的水源压力，释放胶囊气体压力，根据此刻起水源在一定时间内的重量变化，计算出泄漏量。漏量小于50L/H则满足使用要求（50L/H的定量是根据高水位堵板泄漏后，人员的反应处理时间而来）。
3.9 高水位堵板长时间保压效果验证
堵板现场使用时间较长，需进一步验证密封气囊在工况下效果是否良好。将堵板安装在模拟体上，将堵板设置到工作状态，将水压升到2bar，断开堵板气源进行保压试验，要求每个堵板的保压時间大于12h，检查模拟体上压力表显示压力有无变化。
4 结语
通过上述试验，宁德核电高水位堵板（中核武汉核电运行技术股份有限公司设计制造），防城港核电高水位堵板（中国科学院光电研究所设计制造）圆满完成了验收和现场使用，为此报告提供了坚实、可靠的依据。多方位的考量，多层次的把关，无论是理论，还是实践，保证了高水位堵板的可用性。