简述CPR1000新建机组安全壳日常泄漏率异常频发原因及预防措施

简述 CPR1000新建机组安全壳日常泄漏率异常频发原因及预防措施杨航

阳江核电有限公司 529500

摘 要 ：在核电领域中， CPR1000 机组安全壳是非常重要的安全屏障，其密封性需要得到可靠的保证，这样才能更好的包容放射性物质，保护公共环境。但是，近年来， CPR1000 新建机组临界发生了安全壳日常泄漏率异常的情况。因此，本文主要对 CPR1000 新建机组安全壳日常泄漏率异常原因以及解决措施进行了分析，以供参考。

关键词：安全壳；CPR1000新建机组；泄漏率；异常原因；解决措施

CPR1000机组的安全壳属于一个圆柱形预应力钢筋混凝土构筑物，其中壁厚大概0.9m，高56.68m，外径38.8m，在其筒体上有多个供信号、流体以及电源传输的贯穿件，新建机组需要经过安全壳试验，并且在启动机组后对其日常泄漏率进行监测，保障其安全性。

1.安全壳日常泄漏率监测原理和泄漏极限值要求

CPR1000机组要想保证运行正常，需要其安全壳内部压力在（-40）-（+60）mbar.g范围内循环，而安全壳日常泄漏率监测主要是指安全壳在60mbar.a时对环境的释放率^[1]。由于安全壳内的压力是循环变化的，所以对其监测主要是对安全壳每日对应压差下的泄漏率进行监测，再换算到60mbar.a时的泄漏率。而根据核电站运行的技术规范要求，安全壳日常泄漏率有相应的限值要求，在不超过5Nm³/h极限值时，能够保证机组的正常运行，如果日常泄漏率值在5Nm³/h-10Nm³/h范围内，就需要对泄漏原因进行排查，规定时间内如果没有找到原因，对机组需要在两周内回到维修冷停堆模式。而在超过10Nm³/h限值时，恢复维修冷停堆模式的时间为3天。

2.安全壳日常泄漏率异常的原因

2.1机组贯穿件自身原因

CPR1000机组机械贯穿件隔离阀大约共有84组，都需要进行密封性试验，由于试验结果的偏差，会对日常泄漏率产生影响。另外，机组的B类贯穿件包含设备阀门、人员阀门、电气贯穿件以及燃料传输通道等^[2]。这些设备具有较大的等效直径，而且密封措施主要通过软质的密封圈来实现，由于频繁的开关操作，会使密封圈受损，从而引起泄漏。再者，机组在正常运行的过程中，贯穿件隔离阀在开启状态下，安全壳内外大气隔离是否完全也会影响其日常泄漏率。

2.2机组建设周期问题

对新建机组进行密封性试验，需要贯穿件隔离阀密封性试验从冷试前开始到安全壳试验前完成，其中经过的时间大概有5个月，从第1个贯穿件试验完到机组装料，中间间隔时间大概10个月，这个过程中的隔离阀所处的系统不是都处在运行状态下，所以，阀门的密封性有可能会发生改变，从而影响安全壳日常泄漏率。

2.3施工环境问题

CPR1000机组的建设中，厂房内的打磨切割操作较多，因此会产生较多的烟尘，这些工程建设中产生的灰尘虽然在进行安全壳试验之前会进行清理，然而难以保证不会留有部分灰尘，这样在进行安全壳试验的排气操作时，或者在机组建设的后期，厂房通风后，遗留的灰尘会随之进入到通风系统中，这样系统内的贯穿件隔离阀密封性就会受到影响。另外，核电站的建设大都是在沿海地带，具有较大的湿度，厂房在进行通风时，就会容易使部分碳钢管道发生腐蚀生锈，从而对隔离阀的密封性产生影响，进而出现安全壳日常泄漏率异常。

2.4设备缺陷问题

对机组进行安全壳试验后，到机组装料中间间隔大概4个月的时间，这个过程中会不断多隔离阀进行检修，而解体检修需要对其密封性进行再次试验和鉴定，这个过程中就容易出现泄漏率超限值的隐患。另外，机组在运行过程中，有部分安全壳隔离阀处于开启状态下的系统，因为存在个别阀门或者系统连接件密封性缺陷，使得厂房内气体和外部环境形成相通，使得泄漏率超标。

3.预防和解决措施

根据近几年来新建机组安全壳日常泄漏率异常频发事件的统计调查，分析泄漏异常的主要原因集中在安全壳隔离阀密封不好、正常运行且隔离阀处在开启状态下的系统管线功能存在缺陷，针对此，提出相应的预防解决措施，通过实施，获得较好的效果。

3.1对安全壳隔离阀密封性进行再次试验鉴定

3.1.1隔离阀检修后进行密封性试验鉴定

机组在建设的过程中，进行安全壳试验后，可能会因为安全壳隔离阀故障或者其他原因，使得阀门需要进行检修维护，而维护后的阀门密封性会对日常泄漏率产生影响，为了避免出现泄漏异常频发，需要对检修后的隔离阀再次进行密封性试验鉴定。具体来讲，需要先准确全面的梳理隔离阀检修清单，对其密封性试验是否必须进行合理的评估，然后再实施密封性再次鉴定试验。在完成安全壳试验后，可以组织机组安装、工程调试、计划检修等部门进行专门讨论，对安全壳试验后阀门维修信息通报规范进行明确，然后由技术部门、电厂维修部门专业评价阀门是否需要进行再次密封性鉴定试验。如果需要，则要在机组装料前依照调试验收的准则完成相关隔离阀密封性试验鉴定工作，以确保日常泄漏率处在正常范围内

^[3]。

3.1.2大管径贯穿件隔离阀密封性进行再次试验鉴定

机组装料之前，需要针对较大管径的通风系统贯穿件、特殊阀门结构的隔离阀进行密封性再次试验鉴定。在新机组的试验过程中发现，部分阀门存在泄漏率超过极限值的情况，因此，对这部分贯穿件隔离阀需要进行再次密封性鉴定。

3.2对装料后B类贯穿件进行密封性试验

在进行机组装料时，需要将燃料传输通道打开，完成燃料运输，同时设备舱门运输设备也要打开，这个过程就会对其密封性产生影响，进而影响日常泄漏率，所以，需要在关闭燃料传输通道和设备舱门之后，再次对其进行密封性试验鉴定，以确保其泄漏率处在正常范围内。另外，在装料过程中，人员和闸门都处在频繁动作的状态，这样容易对密封圈产生损害，密封圈受损后就会使密封性下降，从而影响泄漏率，所以，在机组完全停止冷停堆维修模式前，需要对人员闸门的密封性进行试验鉴定。

3.3对日常泄漏率进行监测和预估，有效预防异常问题

新建机组在第一次临界之后，需要开启安全壳日常泄漏率监测系统，第1个安全壳泄漏率值需要启动监测系统后5日及以上初始化才能得出，所以，对安全壳压力每日上涨情况需要进行监测^[4]。如果在监测的过程中发现，安全壳压力持续两天不发生上涨，就需要对其泄漏点及原因进行排查。如果安全壳压力呈现上涨趋势，依照相关的方程公式和质量守恒定律，实现厂房压缩空气流量和安全壳内压力变化值换算，然后和相应时间内安全壳中实际压力变化情况进行对比，综合性的判断日常泄漏率是否出现异常。另外，对安全壳日常泄漏率监测系统在机组临界后3-4天的数据进行分析，通过筛选剔除异常数据，进一步细致判断泄漏率是否超过极限值，以及时做出有效预防。

结束语：

综上所述，CPR1000机组安全壳是核电站中非常重要的安全屏障，其密封性需要得到良好的保证，才能确保公共环境的安全。但是，机组临界如果发生日常泄漏率异常问题，就会造成极大的不良影响，因此，需要对异常的原因进行深入分析，并制定出有效的预防和解决方案。

参考文献：

[1]梁斌, 王雷, 韩正. 浅谈CPR1000新建机组安全壳日常泄漏率异常频发原因及预防措施[J]. 科技视界, 2016, 000(006):127-127.

[2]罗文博, 吴震华, 吴顺贵,等. CPR1000机组安全壳设备舱门密封性试验周期分析[J].核科学与工程, 2019, v.39;No.158(04):11-18.

[3]孙阳阳. CPR1000核电机组RCV003/004FI法兰面泄露原因浅析[J]. 科学与财富, 2020, 000(002):330,332.

[4]杨波, 张钊, 赵福宇,等. CPR1000机组定期试验优化方法研究[J]. 核动力工程, 2018, 039(004):123-127.