核电站大修 PTR213TW贯穿件试验窗口的分析与应用

余俊杰

中广核核电运营有限公司

摘 要 核电站大修PTR213TW（PTR：反应堆和乏燃料水池冷却和处理系统；TW：贯穿件）贯穿件试验边界范围广，试验不合格产生的影响大，如何选取最佳的试验窗口是大修计划管理人员重点研究的问题。本文旨在对PTR213TW贯穿件试验的影响及各可能窗口优缺点的分析，为大修计划管理人员选取最佳试验窗口提供依据。

关键词 PTR213TW；贯穿件；密封性试验；窗口

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1. 引言

核电厂贯穿件既保证了反应堆厂房和其他厂房在正常和各种事故状态下管道和电气信号的连续性和可靠性，又维持了反应堆厂房的完整性和密封性，防止放射性物质的外泄^[1]。

根据《核电厂安全相关系统和设备定期试验监督大纲》规定，为保证安全壳隔离系统的可用性，需定期执行安全壳机械贯穿件隔离阀密封性试验（简称为机械贯穿件试验）。机械贯穿件试验是在安全壳设计压力4.2bar.g情况下，检验安全壳机械贯穿件隔离阀的密封性^[2]。

PTR213TW贯穿件试验由于试验边界大，清理试验边界内工作困难，且试验不合格产生的影响重大，因此选取PTR213TW试验的最佳执行窗口一直是大修计划管理人员着力解决的问题之一。

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1. PTR213TW试验边界分析

PTR213TW贯穿件管线连接RRA（余热排出系统）系统和PTR系统，可以实现经PTR泵对一回路进行排水及PTR对RRA的备用功能。PTR213TW贯穿件试验为3个换料周期项目，由于贯穿件试验需向试验管线注入压力4.2bar的介质，因此需将所有与试验管线有接口的管线全部隔离。从隔离范围来说，隔离RRA系统，将导致RRA系统不可用；隔离PTR002PO入口隔离阀PTR002VB，将导致PTR002PO不可用；隔离PTR001BA取水阀PTR137VB，将导致PTR泵补水功能失去。

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1. PTR213TW试验窗口分析与应用

2.1 技术规范要求分析

PTR213TW贯穿件试验需隔离RRA系统，根据《核电厂运行技术规范》要求，RRA系统作为冷却堆芯的重要手段，仅在RCD模式（反应堆完全卸料模式）不要求可用，因此PTR213TW贯穿件试验的窗口只能安排在RCD模式。此外，PTR213TW贯穿件试验需隔离PTR002PO，将导致一列PTR不可用，RCD模式一列PTR不可用的技术规范要求如下^[3]：

记录I02（第二组不可用事件），缓解措施为：

—检查其它PTR冷却通道的可用性；

—检查乏燃料水池的SED补水系统的可用性；

—如果乏燃料水池温度超过45℃，1小时内停止燃料厂房内的燃料操作活动；

—3天内恢复到符合运行技术规范要求的状态。

根据技术规范要求，PTR002PO不可用，首先需保证PTR001PO的可用性（冷却乏池），根据大修电源冷源分列检修安排，需错开A列配电盘检修，避免因A列盘检修导致PTR001PO不可用，从而导致乏池失去冷却；其次需错开可能导致乏池失去SED补水的操作，并尽量错开燃料操作；最后，考虑3天恢复时间，PTR213TW贯穿件试验所有工作在3天内必须完成，即3天内恢复PTR002PO的可用性。

2.2 贯穿件试验要求分析

贯穿件试验方法有水法和气法两种，主要区别在于向隔离阀和边界阀门之间的管道内充压使用的是水源，还是气源^[4]。水法主要应用于贯穿件所在管道介质未排空，管道充满液体的情况；气法主要应用于贯穿件所在管道介质排空的情况。

此外，安全壳隔离阀在大修期间若有阀门解体、气动头解体、限位开关调整、电动头力矩减小等需使用贯穿件试验验证阀门密封性的工作，则需将贯穿件试验安排在阀门检修工作之后，以免造成重复隔离和试验。若将贯穿件试验安排在检修后期执行，还需检查隔离边界的完整性，即试验边界内无其它检修工作。

因此从贯穿件试验要求分析，PTR213TW贯穿件试验在管线满水或管线排空的情况下都可执行，但需综合考虑是否有贯穿件阀门及边界内其它检修工作。

2.3 窗口分析总结与应用

综合技术规范及贯穿件试验要求，同时考虑大修计划安排，PTR213TW贯穿件试验可选取以下窗口：

（1）卸料后满水窗口

按照大修计划安排，机组卸料完成后到启动RRA泵进行一回路排空，有4小时的堆坑满水窗口（若有辐照样品提取，则增加4小时）。在此窗口执行可以避免在低低水位窗口执行时影响低低水位路径；而且此时RRA和PTR系统未开展检修，PTR213TW贯穿件试验不会受其他检修工作影响。因此若卸料后满水窗口具备执行条件PTR213TW贯穿件试验，优先选取此窗口。

但由于此窗口时间有限，若PTR213TW贯穿件试验执行不顺利，则可能影响大修关键路径时间。此外，根据《乏池冷却管理导则》规定：在卸料过程中或完全卸料后在单泵双热交换器的运行方式下，当乏燃料水池的最大温度接近45°C时，将PTR运行方式由单泵双冷却器改为双泵双冷却器的运行方式。因此，若在此窗口执行PTR213TW贯穿件试验，还需考虑乏池余热及冷却情况。一般来说，运行年限10年以上的核电机组由于乏燃料较多，乏池余热较高，基本不具备隔离PTR002PO的条件。

（2）低低水位，错开A列检修窗口

低低水位后期，RRA系统阀门检修结束后，此为执行PTR213TW贯穿件试验的常规窗口。一般大修关键路径在低低水位RRA系统入口阀门解体检修，因此在此窗口执行PTR213TW贯穿件试验时正常配电盘检修工作都已结束，很好地错开A列配电盘检修，而在RRA系统阀门检修结束后再执行贯穿件试验，影响一回路系统进水，即占用低低水位路径。但是在此窗口执行时，其对大修关键路径的影响是确定和可控的。因此若卸料后满水窗口不具备执行PTR213TW贯穿件试验条件，一般选取在此窗口执行。

若某大修关键路径在电源冷源检修，而不在低低水位阀门检修，此种情况选取低低水位窗口执行PTR213TW贯穿件试验不会对大修关键路径产生影响。因此这种情况下选取低低水位窗口为最优选择，但是需错开A列配电盘检修，避免因A列盘检修导致PTR001PO不可用，从而导致乏池失去冷却。

（3）离开低低水位，充水到10.5m后

离开低低水位，充水到10.5m后，在此窗口执行PTR213TW贯穿件试验可以避免在低低水位窗口执行时影响低低水位路径。但此时一回路系统管道已进水，若PTR213TW贯穿件试验不合格需对阀门进行解体检修，则需重新对系统进行排水工时损失较大。因此需提前对PTR213TW贯穿件阀门状态进行评估，在贯穿件试验不合格风险极小或风险可接受的情况下，才选择在此窗口执行。

参考文献

[1] 王震亚,汤国祥,谢圣华.基于老化机理的核电厂机械贯穿件检查和试验技术[J].腐蚀与防护,2016,37(06):508-512.

[2] 吴金云,付永奎,边守利.二号机组机械贯穿件隔离阀密封性试验（C类）[Z].深圳: 大亚湾核电运营管理有限责任公司,2018:8/174.

[3] 郑发忠,蔡二灵,左裕轩.岭澳核电厂（一期）运行技术规范[Z].深圳: 大亚湾核电运营管理有限责任公司,2019:435/483.

[4] 张冰,付小军,魏建军,朱金雄,管玉峰.田湾核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封性试验[J].能源技术与管理,2014,39(02):119-121.