核取样系统机械模块仪表布置方案概述

黄泽群 房志刚

中国核电工程有限公司河北分公司 河北石家庄 050000

【内容摘要】核取样系统设备繁多、管线复杂且布置集中的特点造成其现场施工难度大，是核电项目建安阶段进度控制的薄弱环节。标准化华龙一号核电机组引入模块化设计、施工方案，大幅缩减了核取样系统的现场安装周期。测量仪表作为机械模块的重要组成部分，其布置方案是本文介绍的重点。

【关键词】核取样系统；机械模块；仪表

华龙一号是我国具有完全自主知识产权的三代压水堆核电技术，实现了先进性和成熟性的统一，安全性和经济性的平衡。作为中国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号仍在不断探索技术创新。

一、核取样系统机械模块简介

机械模块（Mechanical Module, MM）是将核电站内集中布置的冷却器、过滤器、阀和管道等工艺物项，以及测量仪表、仪表管阀件及相关安装附件等仪控物项拼装在同一钢结构框架上组成的整体单元，通过厂外预制方案和厂内就位方案的配合，达到缩减施工周期、节约施工成本的目的。

核取样系统（Nuclear Sampling System, RNS）在核电站功率运行、冷停堆、事故后等全周期均投入使用，将取自反应堆冷却剂、废液处理、废气处理、蒸汽发生器二次侧和蒸汽发生器排污等系统的液体及气体样品集中送往核取样间或二次侧取样间完成化学分析和放射性分析。因此，在核取样间和二次侧取样间中核取样系统的设备、管线布置复杂且集中，可实施模块化设计、施工方案，以降低现场施工难度，加快施工进程。

二、仪表布置方案

标准化华龙一号核电机组中核取样模块（RNS002MM）和二次侧冷却器模块（RNS003MM）均为安全等级3级，规范等级RCCM2，质保等级QA2，抗震类别1I。

图1 RNS002MM机械模块

RNS002MM布置在核辅助厂房N208房间，辐照分区为红区，设有屏蔽层。以屏蔽层为界，内侧为高放射性取样管线，是RNS002MM的主体部分，由机械模块厂家预制；外侧为手套箱、仪表架等，在现场施工安装。

图2 RNS003MM机械模块

RNS003MM布置在核辅助厂房N214房间，辐照分区为绿区，因此RNS003MM的仪表、仪表管阀件及相关附件等均布在模块内布置。

1、压力表

RNS002MM含13块非核级差压变送器和8块就地压力表，模块厂家完成工艺根阀至屏蔽层间仪表管及其支架的预制安装，并在边界处预留调整段。现场施工单位通过焊接或卡套管接头与预留接口连接，完成仪表阀、仪表及仪表架的安装。

RNS003MM含14块非核级差压变送器，模块厂家完成工艺根阀至仪表阀的安装，现场施工单位完成后续至仪表的安装。其中仪表阀和仪表均用螺栓组件固定于气动阀门的安装板上。

两模块中仪表管均采用壁厚1.65mm的3/8”OD不锈钢管，其固定支架焊接生根在钢结构框架上，由设计单位完成抗震力学分析。在模块出厂前和现场施工完成后均需对仪表管线和工艺管线进行1.3倍设计压力的联合打压试验。

2、温度计

RNS002MM含10块非核级热电阻和10块压力式温度计（带毛细管），RNS003MM含7块非核级热电阻和7块双金属温度计。考虑模块运输、吊装过程中倾斜、震荡等因素，模块厂家主要负责温包保护套管和毛细管保护托盘的安装，现场施工单位则完成仪表的安装以及毛细管的敷设工作。

3、流量计

RNS002MM含10块电磁流量计和2块涡轮流量计，一次表通过配对法兰安装在模块内的工艺管线上，二次表布置在屏蔽层外侧的控制柜内。由于流量计供货进度滞后且模块厂家不具备完整安装条件，故流量计在模块就位后由现场施工单位安装，模块厂家需配合预留工艺管线的调整段。RNS003MM不涉及流量计的安装。

4、阀门类

RNS002MM和RNS003MM分别涉及6台和7台自力式温度调节阀的安装，感温元件及毛细管随阀门供货。由于RNS002MM的自力式温度调节阀门本体不在模块内，因此模块厂家主要负责毛细管保护托盘的安装。而RNS003MM模块厂除完成保护托盘的安装外，还需完成温包及保护套管的安装，以及毛细管的敷设工作。

此外，RNS003MM还包涵7台一体式气动阀，由仪用压缩空气分配系统配气。因气动阀均由现场施工单位安装，且其供气管路的管阀件种类多但使用数量少，模块厂家存在较大采购难度，故用于控制气动阀的气路管线由现场施工单位安装。

三、结语

综上，机械模块的仪表布置需综合考虑采购、运输及安装配合等多方面因素。其缩减现场施工周期，降低施工难度的优势已在RNS002MM和RNS003MM模块中得到充分证实，这种兼具高效性与经济性的施工方案必将得到推广。

【参考文献】

[1] NB/T 20178-2012, 压水堆核电厂核取样系统设计准则[S]. 2012.

[2] 黄步余. 石油化工自动控制设计手册（第四版）[M]. 化学工业出版社, 2020.