CPR1000核電廠重要廠用水系統(tǒng)管道的安裝

馮新才

摘 要：在CPR1000核電廠中，重要廠用水系統(tǒng)（SEC）是一個開式循環(huán)系統(tǒng)，流動介質(zhì)為海水，通過海水冷卻設(shè)備冷卻水系統(tǒng)（RRI）并聯(lián)的RRI/SEC板式換熱器，將收集的熱負(fù)荷輸送到最終熱阱-大海[1]。每臺機(jī)組的SEC系統(tǒng)由兩個獨(dú)立的且實(shí)體分隔的冗余系列組成，每個系列有100%的容量，并且由相應(yīng)的柴油機(jī)廠房應(yīng)急電源供電，以保證系統(tǒng)在失去一次側(cè)冷卻、失去外電源等事故下能正常地運(yùn)行，從而保障核電廠的正常運(yùn)行。為了抵御天然海水的腐蝕性，重要廠用水系統(tǒng)主要采用陰極保護(hù)碳鋼管、氯丁橡膠襯膠管、環(huán)氧樹脂玻璃纖維管等管道，這三類管道相比普通鋼質(zhì)管道均有自己獨(dú)特的安裝特點(diǎn)，要使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計的防腐要求，從施工層面來說，首先必須掌握其正確的安裝方法。下面對其安裝要點(diǎn)進(jìn)行簡要分析與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：CPR1000核電廠；管道系統(tǒng)；安裝要點(diǎn)

1 陰極保護(hù)碳鋼管道的安裝

SEC系統(tǒng)采用的是外加電流陰極保護(hù)，保護(hù)系統(tǒng)由輔助陽極、參比電極、連接電纜等附件組成。陰極保護(hù)管電極基座的輔助陽極與參比電極基座采用焊接的方式連接到SEC管道上，電極通過螺紋連接在基座上，輔助陽極應(yīng)安裝在管道水平中心線遠(yuǎn)離墻的一側(cè)，電極與SEC管道垂直。參比電極位于相鄰兩個輔助陽極之間，與輔助陽極在管道的同一側(cè)，也與管道垂直，當(dāng)輔助陽極遇到焊口、支架等，不能在定位點(diǎn)安裝時，可在100mm的范圍內(nèi)移動電極安裝位置，其它電極也需要相應(yīng)調(diào)整，以保證兩個相鄰輔助陽極的間距不大于5.6m。但是，位于支架正上方的陽極焊接座須焊接在管道頂面。

在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，被保護(hù)管道應(yīng)與板式熱交換器進(jìn)出口襯膠管道實(shí)行電絕緣，以免保護(hù)電流流失。在冷凝器進(jìn)出口處，要在原法蘭的基礎(chǔ)上加絕緣套件實(shí)現(xiàn)絕緣，即對原設(shè)計的法蘭進(jìn)行改造，將原緊固螺栓由M33減少到M32，將原設(shè)計緊固螺栓加長，增加絕緣套管和墊片實(shí)現(xiàn)絕緣。

陰極保護(hù)碳鋼管道內(nèi)壁須采用防腐涂層進(jìn)行防腐保護(hù)，因油漆的性能取決于表面處理的程度，所有待涂覆的表面均應(yīng)清潔、干燥、無污染，無可見的油漆、污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹與油漆涂層等附著物。涂層實(shí)干后，表面應(yīng)平整、光滑、無氣泡、無劃痕等，無流掛現(xiàn)象，同時需對涂層進(jìn)行厚度檢查、針孔檢查和附著力檢查，以保證防腐涂層滿足設(shè)計要求[2]。

陰極保護(hù)碳鋼管道安裝時需注意的事項(xiàng)：（1）已經(jīng)涂裝好的涂層在施工過程中應(yīng)防止碰、刮、撞、劃傷。（2）已經(jīng)涂裝涂層的管道，在現(xiàn)場焊接時，應(yīng)保證涂層處的溫度不得高于80℃；當(dāng)焊接溫度高于80℃而造成涂層損壞的部位，經(jīng)表面處理合格后進(jìn)行補(bǔ)漆與檢驗(yàn)。（3）進(jìn)行電火花檢驗(yàn)檢查人員必須穿絕緣衣服、絕緣鞋、戴絕緣手套。

2 氯丁橡膠襯膠管道的安裝

氯丁橡膠襯膠管道因具有高強(qiáng)度、高防腐、高耐磨等特性，可以延長管路的使用壽命，降低成本，從而在SEC系統(tǒng)中得到應(yīng)用[3]。其安裝分為兩個階段：（1）非閉合管SEC氯丁橡膠襯膠管段在場外預(yù)制襯膠后在現(xiàn)場安裝；（2）閉合SEC氯丁橡膠襯膠管段在現(xiàn)場預(yù)組裝焊接后，測量閉合管段數(shù)據(jù)，再預(yù)制完成后進(jìn)行返廠襯膠，最后現(xiàn)場安裝閉合管段。所以非閉合襯膠管段，需先用按理論尺寸加工的許多模擬件或臨時墊片代替調(diào)節(jié)墊片，并在最終安裝階段按實(shí)際尺寸安裝正式墊片，然后在安裝階段進(jìn)行調(diào)整和安裝；而閉合襯膠管段則是在現(xiàn)場預(yù)組裝焊接，再返廠襯膠，襯膠完畢后吊運(yùn)至現(xiàn)場，拆卸模擬件并仔細(xì)檢查平行度和要求的尺寸，用最終襯膠墊片安裝和栓接法蘭組件。

特別注意的是氯丁橡膠襯膠管道的各管段是采用法蘭連接，故對法蘭組件的平行度公差有嚴(yán)格的要求。測量方法為密封墊定位后，將密封墊粘貼到法蘭配合面上，然后用塞尺量密封墊與配合面之間，圍繞法蘭外邊緣上相隔90°的四點(diǎn)處的間隙，當(dāng)塞尺在間隙能自由滑動并最大間隙即平行度公差≤0.8mm時接受組對，平行度公差>0.8mm時拒收組對，同時需要注意法蘭組件的緊固禁止在低于0℃或高于40℃的溫度下操作。

3 環(huán)氧樹脂玻璃纖維管道的安裝

環(huán)氧樹脂玻璃纖維管道具有抗老化、耐腐蝕、耐磨性的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于系統(tǒng)的海水排污，其連接方式有承插方式粘接連接和對接包纏連接[4]。

承插膠接接頭在出廠前靠模具和刀具加工而成，極易在運(yùn)輸過程中因碰撞、擠壓而受到損傷，所以在現(xiàn)場安裝前，必須檢查承、插口有無損壞及附著物，如果交付時承插接頭損傷，則視損壞程度進(jìn)行更換或修復(fù)，如果是玻璃纖維管道插口處損壞，則將損壞部位切除，重新制作插口。

環(huán)氧樹脂玻璃纖維管道采用承插方式粘接連接時，作業(yè)須在濕度低且無塵區(qū)域進(jìn)行，先對連接管承插口進(jìn)行機(jī)加工，把管道插口加工到規(guī)定直徑尺寸，然后用毛刷清理承插口表面，如果表面打磨不充分，用砂紙重新刷毛，保持承插口干燥，應(yīng)注意對清理后的接頭進(jìn)行必要的保護(hù)，避免手、灰塵、潮氣污染接頭。在粘接前，需檢查待粘接的承插頭是否受潮，檢驗(yàn)方法為受潮時用砂紙打磨產(chǎn)生的不是粉末，而類似膠質(zhì)，如果溫度低于15℃，可用氣體噴燈或加熱帶對受潮的承插頭進(jìn)行加熱烘干。確定承插頭未受潮后，開始配制粘接劑，將雙筒粘接劑（樹脂和硬化劑）按2：1體積比的比例倒入容器中，不斷攪拌混合物，攪拌時間不得少于15秒，使之形成單色膠液，混合物使用壽命為2小時，如果混合物使用時硬化，則必須棄用。粘接混合物調(diào)劑好后，用木片在整個承插口的表面上均勻涂上一層粘接劑，先刷承口，然后刷插口。涂抹完畢后對準(zhǔn)并組裝待粘接的承插頭，把插頭插進(jìn)承口，然后邊旋轉(zhuǎn)邊往里插，使粘接劑在各方向上分布均勻，直到完全頂住為止，去掉接口外多余的粘接劑，用緊線夾或繩子使承插口結(jié)合牢固，直至粘接劑完全凝固，對口前應(yīng)將可能粘附在表面上的雜物除掉，以免影響接口質(zhì)量。承插方式粘接連接的適宜溫度為25℃，聚合時間為24小時，且在固化期間不得移動或加壓管道，打膠時承插口界面不得有可以活動的間隙。

施工過程中，對于按需切成的短管和附件，或在進(jìn)行管道修理時，通常會用到對接包纏連接。先根據(jù)成品的規(guī)格尺寸提前裁剪布和短毛氈，并去除鎖邊布的鎖邊，清除短毛氈的邊口毛，然后找出對接的管道，在需對接處畫好切割線，切開膠接部位，切口應(yīng)平整，切割尺寸誤差不得大于2mm，根據(jù)對接寬度打磨膠接處，磨至內(nèi)襯層（內(nèi)襯厚度1.5-2.0mm）。再利用找正環(huán)或膨脹環(huán)對正管口，若管徑較小或無找正環(huán)時，在確保管線水平、方向正確的前提下，亦可直接對正。接口準(zhǔn)備就緒后，按照對接包纏連接專用膠的配方進(jìn)行配膠，凝膠時間以25-45分鐘為宜，以整個工序操作完成后30-60分鐘固化為好。在接縫處，刷上內(nèi)襯樹脂，鋪上表面氈，將浸好膠的長絲繞在對接的縫隙內(nèi)，然后鋪放兩層短毛氈，該短毛氈應(yīng)鋪滿整個搭接面，最后用毛刷和輥輪使之浸潤充分、滾壓平整，無氣泡和皺紋。待封口固化后，將對接面打毛，并在整個對接面刷上膠，鋪放短毛氈，纏繞玻璃布，每纏一層，用毛刷蘸上樹脂，使之浸透，并用輥輪滾壓，趕盡氣泡、抹平。糊制時，對接口兩邊應(yīng)平整整齊，不能一次鋪放二層以上的鋪層，每層都應(yīng)用輥輪滾壓，流膠處，應(yīng)及時補(bǔ)膠。

如果在推薦的聚合時間之后，粘接劑在承口的頂端處仍然松軟或柔軟，則說明能是由于粘合混和物沒有充分反應(yīng)的緣故，樹脂沒有聚合好，必須重新作業(yè)。

近期，因?yàn)槟嗌郴蚝Ｉ锏膯栴}影響了重要廠用水系統(tǒng)正常運(yùn)行從而導(dǎo)致反應(yīng)堆跳堆的事件接連發(fā)生，由此可見重要廠用水系統(tǒng)對于CPR1000核電廠的重要性。因此，熟練掌握重要廠用水系統(tǒng)管道的安裝方法，在施工和技術(shù)層面上保證系統(tǒng)施工的質(zhì)量，這也是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)、保障核電廠正常運(yùn)行的必要條件，更是每個施工單位的責(zé)任與義務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]廣東核電培訓(xùn)中心編，蘇林森，等.900MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設(shè)備[M].原子能出版社，2005.

[2]王建軍.秦山地區(qū)核電廠海水系統(tǒng)管道防腐對策研究[D].上海交通大學(xué)，2008.

[3]DL/T935-2005.鋼塑復(fù)合管和管件[S].

[4]ASTMD 2997.玻璃纖維纏繞（玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂）管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[S].