核电站主蒸汽系统管道清洁安装可行性分析

贾立博花卫

北京四达贝克斯工程监理有限公司河北省050000

摘要：本文从核电站主蒸汽系统管道的安装特性（大管径）出发，首先对二回路主蒸汽系统进行介绍，引入了清洁安装的概念，并结合监理人员在主蒸汽管道清洁安装过程中的实际工作，对主蒸汽系统管道清洁安装质量控制要点进行了详细的阐述。然后通过对比压缩空气爆破吹扫、非核蒸汽吹扫等清洁方式，提出采用清洁安装方式的必要性。最后，从材质、系统设计、安全性几个方面对比论证，凸显出了清洁安装的优势。

关键词：核电站；主蒸汽管道；清洁度；清洁安装

1主蒸汽系统

主蒸汽系统是核电站二回路系统的核心组成部分，基本功能是将蒸汽发生器产生的饱和蒸汽送入汽轮机膨胀做功，将蒸汽的热能转变为汽轮机高速旋转的机械能，带动发电机发电。以某在建VVER堆型核电站主蒸汽系统为例，系统流程如下：

从四台蒸汽发生器产生的饱和蒸汽经四根主蒸汽管道经过主蒸汽隔离阀、高压主汽调节联合阀进入汽轮机高压缸做功。

2主蒸汽系统管道清洁安装介绍

2.1主蒸汽管道清洁安装的定义：

针对从蒸汽发生器至汽轮机高压缸前主汽阀的所有主干管道，在移交调试前的安装各个阶段，通过采取特定的施工方法、维护保养等措施来保证管道内部清洁度，省去安装阶段爆破吹扫或热试期间非核蒸汽吹扫等工序。

2.2安装阶段主蒸汽管道清洁安装的质控要点：

2.2.1管道在安装前，应对待安装管道进行清洁度检查，具体如下：

1）管道外观应满足无弯曲、刮痕、重皮、擦伤、裂痕等。

2）管道内部应清洁无异物，管道、阀门口已有效封堵。

3）管道内部用喷漆、刷子或浸渍法蘸取水溶性防锈剂，以每平米10～30g的比率涂满）保证管道内壁在室外放置1年，室内放置两年不锈蚀）。

4）管道上开孔应在管道安装前完成；如需在已安装的管道上开孔、切割时应避免产生异物污染管道内部。

2.2.2在安装阶段，首先应对安装区域清洁度进行检查。在对管道内部清洁度进行检查确认合格并签署清洁度检查记录后，方可进行管道组对、焊接作业，具体质控要求如下：

1）管道组对作业前，焊材、手套、工具等需放于管道内，施工承包商质检人员、监理人员应监控组焊作业过程，确保符合清洁度要求；

2）管道焊接施工完毕后（非系统最后一道封闭焊口），对管道内部需重新进行检查并确保内部无异物、残渣、腐蚀产物残留，对此管线上所有接管嘴的封闭状态进行检查，并确认其处于封闭状态。

3）在焊缝返修时，应注意避免将焊渣等杂物带入管道内；

4）管道安装施工间断时，必须对敞口部位进行封堵，防止杂物进入管道内，再次开始安装时必须检查确认管道内部清洁度后方可施工；

5）在安装过程中，施工单位应依据制定维护保养方案，对管道内部进行维护和保养，避免管道内部发生锈蚀（如涂刷防锈剂，管内存放干燥剂以防潮）；

6）在安装过程中应对主蒸汽管道的维护、保养情况进行定期检查，并形成记录。

2.3监理人员质控工作实例

（1）监理人员在主蒸汽管道安装现场定期巡检时发现，场地存放土建施工用腻子粉。

问题分析与处理：此施工行为违反安装防异物工作程序要求，对于主蒸汽系统管道清洁安装造成严重安装质量隐患。此类施工行为体现出施工人员对清洁安装理解不到位，质量意识薄弱。对此，监理人员立即制止施工单位继续施工作业，发文要求施工单位对场地建筑材料进行了清理，保证清洁安装区域整洁，满足B级清洁区域要求，并重新对场地内主蒸汽管道进行内部清洁度检查；要求施工单位对相关人员重新进行清洁安装技术交底。

（2）监理人员组织各参建单位对常规岛主蒸汽管道清洁安装联合检查时发现主蒸汽管道内部焊缝处有氧化皮。

问题分析与处理：焊接氧化皮为焊接过程产生的异物，易留存到管道内部。施工单位针对主蒸汽管道管径大的特点，采用人工清理的方式，可以对焊口内部氧化皮进行清除；监理人员对此问题发文要求施工单位进行了及时的整改，并提出对已焊接完成的24道主蒸汽焊口内部清洁度进行一次全面检查。

主蒸汽系统管道每一道焊口都有监理选点见证，对于如何保证焊口完成后管道内部的清洁度，监理人员采取定期联合检查的方式，检查施工单位在施工作业中是否对管口进行了临时封堵、对已焊接完成的管道检查内部是否有异物残留，并要求施工方对检查合格的管道进行有效封堵。

（3）主蒸汽系统管道堆放阶段防异物、防锈蚀为施工管理难点。

问题分析与处理：由于主蒸汽系统管道为大口径管道，堆放阶段易造成管道内部异物污染、防潮措施不到位而导致返锈等现象。监理人员组织各参建单位对主蒸汽系统管道进行防异物专项检查，并提出合理化建议。如，监理人员提出厂外配管运输及现场存放过程中，利用橡胶堵头代替普通塑料管帽对管口进行封堵。实践证实，橡胶堵头封堵的严密性要优于塑料管帽封堵，有效解决了管帽易脱落、异物易进入问题，同时也有效得改善了管道内壁受潮返锈的现象。

3主蒸汽系统管道清洁安装的必要性

近年来国内已建成及在建核电站所采用的主蒸汽管道清洁方式有安装阶段压缩空气爆破吹扫、热试阶段非核蒸汽吹扫、清洁安装等。爆破吹扫的安全风险较大，爆破阀采购周期长，采购及维修费用较高；采用热试阶段非核蒸汽吹扫的方式，临时设施安装较为复杂，资金及工期投入较大。并且这两种清洁方式均存在系统恢复阶段异物进入管道内部造成二次污染的风险。而采用清洁安装的方式可以有效得规避以上不足。

4主蒸汽系统管道清洁安装的可行性

4.1材质分析

根据某在建VVER堆型核电站所适用的主蒸汽管道技术规范书，以常规岛主蒸汽管道为例，管材采用P280GH材料，该材料是RCC-M中的材料（“P”-承压用刚“G”-其它特性“H”-高温），化学成分为C0.15～0.20%，Si≤0.40%，Mn0.90～1.50%，P≤0.025%，S≤0.015%，通过收集已运行核电站（安装阶段采用清洁安装形式）主蒸汽管道材质的信息，可得结论为：各核电站主蒸汽管道材料中元素含量不尽相同，但都有一个共同点，即都属碳锰高温高强承压类用材，在防锈蚀方面无本质区别。

4.2安全性分析

对比国内某M310堆型核电站，其主蒸汽管道在安装阶段采用压缩空气爆破吹扫的方式，相对于清洁安装，爆破吹扫具有如下弊端：

（1）危险性较大。对主蒸汽管道而言，吹扫过程中需设置百米以上释放区域作为禁区；且爆破吹扫效果检验次数不少于三次。因此，需在吹扫前进行风险评估、制定安全保护措施。

（2）爆破吹扫压力不易控制。之前的爆破吹扫施工中爆破压力的选取，只能在小于系统工作压力的前提下依靠技术人员的经验，综合分析管线的长度、布置走向、设计压力来确定。现在国标中对爆破压力有了明确要求，爆破压力不得超过0.5MPa，在此压力范围内，压力过大，可能对管材本体造成质量隐患，压力过小达不到爆破压力则无法达到爆破效果。

4.3优势：

综上所述，主蒸汽系统管道清洁安装的方式具有如下优势：

（1）从材质和系统设计角度看，该在建VVER核电站所用主蒸汽管道具备清洁安装的条件。

（2）从安全性对比分析，清洁安装方式规避了爆破吹扫压力不易控制、释放区域危险性较大的弊端；

5结束语

主蒸汽系统管道清洁安装对管道内部清洁度检查要求很高，施工单位在管道安装前的准备工作、施工人员在安装过程中的施工方法和质量意识尤为重要，监理等各单位质控人员则需加大对主蒸汽管道清洁安装的过程控制力度，过程控制是清洁安装的重中之重，也是清洁安装质量得以保证的关键环节。

主蒸汽系统管道采用清洁安装的方式，从简化管道安装流程、降低安全风险、提高焊接前管道清洁度质量各个方面都存在较大优势，具有较强的可行性。

参考文献

[1]DL5190.5-2012《电力建设施工技术规范第5部分：管道及系统》

[2]DL5190.3-2012《电力建设施工技术规范第3部分：汽轮发电机组》

[3]DL/T5210.5-2009《电力建设施工质量验收及评价规程》（第5部分：管道及系统）

[4]DL/T5210.3-2009《电力建设施工质量验收及评价规程》（第3部分：汽轮发电机组）

[5]GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》