不停車帶壓密封技術(shù)在核電的應(yīng)用

羅意　陳紅衛(wèi)　王苗苗　潘鐸

摘要：核電電廠運行系統(tǒng)突發(fā)介質(zhì)泄漏緊急情況時，常規(guī)的檢修方法是進行設(shè)備隔離甚至系統(tǒng)停車，然后進行檢修。而采用不停車帶壓堵漏技術(shù)，可以在不影響電廠正常生產(chǎn)的前提下，對泄漏設(shè)備進行封堵迅速消除設(shè)備的跑、冒、滴、漏等缺陷，避免了常規(guī)檢修方法可能導(dǎo)致的機組降負(fù)荷、停機而帶來的巨大經(jīng)濟損失。本文對不停車帶壓蜜蜂技術(shù)進行介紹，并對此技術(shù)在我國內(nèi)某核電應(yīng)用情況進行簡單介紹。

1.前言

不停車帶壓密封技術(shù)是指在不影響生產(chǎn)，不改變原系統(tǒng)介質(zhì)狀況（壓力、溫度、流量），不破壞原密封結(jié)構(gòu)情況下對泄漏進行的封堵的一項技術(shù)。不停車帶壓密封技術(shù)是70年代逐步發(fā)展完善起來的一項設(shè)備維修先進技術(shù)，是以動態(tài)建立密封結(jié)構(gòu)理論為基本依據(jù)，是一門基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)?，F(xiàn)代工業(yè)，特別是石化工業(yè)、冶金、電力等工業(yè)的發(fā)展，對密封要求越來越高，壓力容器、管道能否正常運行，很大程度上看密封的可靠性及怎樣消除泄漏點。

2.帶壓密封技術(shù)的重要性

日本福島強震、海嘯引發(fā)嚴(yán)重核事故后，引發(fā)大眾對核電廠運行安全的高度關(guān)注。核電生產(chǎn)裝置輻射控制要求很高，工藝過程非常復(fù)雜，因介質(zhì)腐蝕沖刷，壓力溫度的變化及設(shè)備制造、安裝缺陷等因素的影響，生產(chǎn)裝置又要長周期運轉(zhuǎn)，所以不可避免地出現(xiàn)管道、閥門、法蘭等密封點的泄漏，這時就要求及時有效、安全地消除泄漏點以保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，避免因嚴(yán)重泄漏而造成降產(chǎn)、停產(chǎn)、引起核輻射泄漏燈造成重大經(jīng)濟損失和生態(tài)災(zāi)難。

3.密封原理

不停車帶壓密封技術(shù)的原理是：生產(chǎn)裝置中的設(shè)備、管道、閥門等各種部位，因某種原因造成泄漏時，泄漏介質(zhì)處于帶溫、帶壓和向外噴射流動狀態(tài)。采用專用夾具將泄漏點可以利用泄漏部位原來的密閉空腔，或者在泄漏部位上通過夾具建立一個新的封閉空腔，用大于介質(zhì)系統(tǒng)壓力的推力，將具有塑性，固化性，能耐泄漏介質(zhì)和溫度的密封劑注入并充滿封閉空間，堵塞泄漏通道，密封劑在一定的條件下完成固化，泄漏被阻止，建立一個新的可靠的密封結(jié)構(gòu)。

根據(jù)不停車帶壓密封技術(shù)的原理可以看出不停車帶壓密封的技術(shù)構(gòu)成有如下四部分：

（1）密封劑：

（2）夾具：

（3）專用工具：

（4）合理的操作技術(shù)

4.核電的應(yīng)用案例

不停車帶壓堵漏技術(shù)能否成功實施堵漏，很大程度上取決于實施者根據(jù)泄漏情況設(shè)計的封堵方案。特別是在核電廠內(nèi)實施帶壓堵漏工作時，要求更嚴(yán)格、更細(xì)致。堵漏實施過程中還需要考慮密封劑對系統(tǒng)的影響，堵漏要求能夠滿足機組連續(xù)運行一個周期（通常為12個月或者18個月）。因此，核電中帶壓堵漏具有及其重要的作用。下面以國內(nèi)某核電廠的兩個成功的案例來介紹帶壓堵漏技術(shù)在核電的應(yīng)用情況。

4.1案例一

2013年盛夏，國內(nèi)某核電機組出現(xiàn)MSR二級再熱器至高加掃氣隔離閥泄漏。泄漏量較大，已經(jīng)驗證影響到機組的安全穩(wěn)定運行。按常規(guī)的方法停車補焊或者更換整閥，需要2 3天的停機時間，然而此時正值夏季用電高峰期，如果停機對電廠將造成巨大的經(jīng)濟損失而且會造成電力短缺情況；最終帶壓堵漏技術(shù)人員，經(jīng)過技術(shù)人員仔細(xì)的研討、測量、計算最終成功的進行了帶壓密封，避免的停機檢修，保證了機組的安全穩(wěn)定運行，帶來了巨大的經(jīng)濟效益；下面分析說明此成功案例中怎樣設(shè)計帶壓密封方案、如何思考設(shè)計帶壓密封夾具。

蒸汽泄漏點在閥門出口有一長約5mm的裂縫漏汽，系統(tǒng)介質(zhì)為水蒸汽，溫度達(dá)到280℃，壓力高達(dá)6.2MPa。根據(jù)泄漏點的位置，不能如果采取常規(guī)的隔離式夾具，由于該閥門是一個Y型調(diào)節(jié)閥，閥門手柄上部位置較大，如果完全用隔離式的夾具，夾具太重。同時，由于設(shè)備在線承壓，不能在設(shè)備本體上實施焊接。因此，僅僅用常規(guī)的隔離式夾具設(shè)計無法滿足現(xiàn)場要求，必須進行了改進。

此閥門開啟3圈即可滿足正常運行要求，不需要調(diào)節(jié)閥門的開度。從閥門的結(jié)構(gòu)形式分析，只需將閥門填料壓蓋以上部位切除后即可將夾具設(shè)計體積減小近1/3。因此，必須考慮在保證閥門開度的情況下盡可能小的設(shè)計夾具。因此，最終決定將閥桿與填料壓蓋焊接在一起以固定閥門開度。在將填料壓蓋與軛架直接焊接起來，保證填料壓蓋螺栓不會因受力過大而發(fā)生二次泄漏。根據(jù)現(xiàn)場實際尺寸測量和夾具厚度等驗算。

從此案例中，可以看出帶壓密封技術(shù)要成功的進行，需要根據(jù)帶壓密封技術(shù)原理結(jié)合泄漏點的具體情況靈活的設(shè)計出合理的帶壓密封夾具。

4.2案例二

2010年7月高加排氣管下游三通漏蒸汽，泄漏部位在管道三通支管出口方向，靠近焊縫處，蒸汽噴出約1米。泄漏管道內(nèi)介質(zhì)為蒸汽，溫度：240℃，壓力：4.0MPa。泄漏位置離地約3米。

根據(jù)帶壓密封技術(shù)的四個要素，密封劑和專用工具已經(jīng)通過采購解決，合理的操作技術(shù)也已經(jīng)有一支取得帶壓操作證的技術(shù)隊伍和多年工作經(jīng)驗的技術(shù)人員。同時，該系統(tǒng)對Na+的要求很高，要求堵漏密封劑要盡可能少的接觸到系統(tǒng)介質(zhì)。因此，能否成功實施堵漏困難是如何設(shè)計夾具。

此次夾具設(shè)計中根據(jù)泄漏點的位置，如果采取常規(guī)的隔離式夾具，由于三通直徑達(dá)到323mm，夾具在加工制作過程中會出現(xiàn)變形等情況，無法保證密封腔室的建立。因此，在常規(guī)的隔離式夾具設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行了優(yōu)化改進。在夾具注膠的內(nèi)外層增加一道填料密封作為輔助密封層，以達(dá)到降低系統(tǒng)壓力和防止由于夾具變形注膠過程中膠從夾具縫隙進入夾具內(nèi)部而無法形成密封腔室。

從此案例中，可以看出帶壓密封技術(shù)要成功的進行，需要根據(jù)帶壓密封技術(shù)原理結(jié)合泄漏點的具體情況靈活的設(shè)計帶壓密封夾具。

案例二是不停車帶壓密封技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，所依據(jù)的基本原理還是在泄漏點形成二次密封達(dá)到消除泄漏點的目的。

5.結(jié)束語

不停車帶壓密封技術(shù)是一項先進的現(xiàn)代維修技術(shù)，核電每年應(yīng)用不停車帶壓密封技術(shù)來處理泄漏點的次數(shù)越來越多。不停車帶壓密封技術(shù)在核電中的應(yīng)用對機組連續(xù)運行的提供了技術(shù)保障，對核電的經(jīng)濟效益有巨大的經(jīng)濟貢獻。相信在一代又一代的核電人中，不停車帶壓密封技術(shù)將會得到越來越多的應(yīng)用。

參考文獻

[1]GB/T26467 2011承壓設(shè)備帶壓密封技術(shù)規(guī)范

[2]GB/T26468 2011承壓設(shè)備帶壓密封夾具設(shè)計規(guī)范

[3]GB/T26556 2011承壓設(shè)備帶壓密封劑技術(shù)條件

[4]王揚異.帶壓堵漏.天津科學(xué)技術(shù)出版社