核电站二回路主蒸汽及相关系统爆破吹扫优化
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作者:张宜顺 雷晓东
摘 要：主蒸汽系统是核电站二回路重要的工艺系统，将蒸汽发生器二次侧产生的饱和蒸汽输送到汽轮发电机组，在这里的蒸汽热能转换成机械能，并进而转换成电能。主蒸汽系统为高温高压系统，因其管径壁厚大及重要性等特点，一直是二回路安装的关键。本文重点通过对某核电工程1号和2号机组二回路爆破吹扫经验进行归纳总结，对影响工程工期的关键因素进行了充分分析研究，提出相应的优化措施。优化后的方案既节约了成本，又缩短了工期，可为后续在建工程提供一定的参照。
关键词：二回路 主蒸汽爆破 吹扫优化
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）04（c）-0176-02
1 主蒸汽及辅助系统简介
主蒸汽系统的功能是在电厂正常运行时，将在蒸汽发生器二次侧产生的饱和蒸汽输送到汽轮发电机组，在这里将蒸汽的热能转换成机械能，并进而转换成电能，同时还向蒸汽辅助用户提供蒸汽。汽轮机旁路蒸汽系统是将蒸汽发生器产生的主蒸汽直接排放至凝汽器。
2 爆破吹扫简介
当二回路主蒸汽系统及辅助系统管道安装完成后，以蒸汽发生器、整个二回路主蒸汽正式及临时管道为容器，充滿压缩空气，并使压力达到0.6MPa，爆破阀瞬间打开时，产生的巨大冲击力将施工安装过程中残留在管道和附于其内壁的泥沙杂物、油脂、焊渣和锈蚀物等危害物吹出系统，最后通过水压试验检验焊缝严密性是否合格，使系统达到安全运行的要求，为系统调试创造条件。
3 二回路爆破吹扫方案优化
3.1 二回路爆破吹扫临时管设置优化
3.1.1 某核电工程1号机组、2号机组爆破吹扫临时管布置简介
1号机组常规岛侧设置有3路各自独立的临时管及安装对应的爆破阀3只，具体如下：
（1）4路主汽（VVP）系统管道，用临时管串联后接到0m 1MX东侧，安装1台DN700爆破阀和1只靶板。
（2）2路主汽旁路管道及与之连接的GCT管道，用临时管串联后接到0m 1MX东侧，安装1台DN700爆破阀和1只靶板。
（3）两路汽水分离再热系统（GSS）管道，用临时管串联后接到8.5m 1MX东侧，安装1台DN300爆破阀和1只靶板。
2号机组常规岛侧设置有1路母管临时管，其他系统临时管道串联到母管上，母管末端安装1台DN700爆破阀（图1）。通过切换与临时母管连接支管上的系统阀门，完成对应管道的吹扫，以支管和母管上的靶板验证是否合格。具体布置如下：
（1）4路主汽（VVP）系统管道，用临时管（母管）串联后接到0m 2MX西侧。
（2）2路主汽旁路管道及与之连接的GCT管道，用临时管串联后接到母管上，在接入母管之前设置有1只靶板。
（3）两路汽水分离再热系统（GSS）管道，用临时管串联后接到母管上，在接入母管之前设置有1只靶板。
3.1.2 对比分析
（1）费用成本分析。
通过对某核电工程1、2#机组爆破吹扫临时管布置方式进行比较，我们可以看出1号和2号机组爆破吹扫最大的不同在于使用爆破阀的数量上。根据爆破阀工艺要求及已建核电项目的经验，每个阀门可供约5个机组爆破吹扫使用，并且每次爆破吹扫完需进行检修。参照前期爆破阀检修费用，1只DN700 爆破阀维修费用为85470.08元，1只DN300爆破阀维修费用为45128.22元。DN700爆破阀采购费35万/只，DN300爆破阀采购费15万/只。
通过对比分析可以看出，建设5个机组，采用1只爆破阀的方案，将节省成本193万-77万=121万元，成本优越性极为突出。
（2）爆破吹扫次数分析。
1号机组共爆破吹扫31次，2号机组共爆破吹扫40次，我们可以看出2号机组爆破吹扫的次数较1号机组多，经认真分析分析研究，导致2号机组爆破吹扫次数多的原因为：2号机组临时管布置时，BOP厂房均已竣工验收，为保证BOP厂房外墙不受爆破吹扫的影响，临时管线布置较长，临时管选用碳钢管道，内管清洁度较差，而支管和母管上靶板的位置则设置在管线末端。这样便造成临时管内的浮锈对爆破吹扫的效果产生影响。
（3）进气时间分析。
2号机组较1号机组相比，进气点多设一处，每次进气时间缩短，总体爆破吹扫时间可相对优化。
（4）安全管理分析。
爆破吹扫涉及二回路系统庞大，吹扫时巨大的冲击力具有很大的危险性。采用1台爆破阀，安全隔离区域相对集中，安全管理更具有高效可控性。
3.1.3 优化方案
综上所述，较为成熟的爆破吹扫临时管布置方案为：临时支管并入临时母管，在母管终端设置一台爆破阀，在临时支管和临时母管布置靶板时，应根据实际情况布置于临时管上游。
3.2 W区主蒸汽隔离阀、超级管道T4及横向限制件吊装优化：
3.2.1 设计优化
根据设计意图，主蒸汽隔离阀的吊装采用L847（L817）房间的13T吊车进行提升，再各自放到吊装孔洞中。然而实际情况是13T吊车的提升高度不够，导致无法使用13T吊车吊W区主蒸汽隔离阀、超级管道T4及横向限制件。
因此后续对13T吊车提升高度进行修改，以满足安装、检修的使用要求。 3.2.2 土建和安装施工工序优化
某核电工程1号和2号机组主蒸汽系统的安装中，均因W区物项未吊装完成，土建单位均已完成盖板、横梁和侧面的钢结构的施工，最后不得已对部分钢结构拆除，进而来满足吊装物项的需要。
因此对于该位置处的施工，在土建设计中应明确相关的施工逻辑，达到提示作用。同时在施工管理中也应重点对该问题进行管控。
3.3 核岛侧与常规岛侧管道对口优化
3.3.1 合同优化
本核电工程不同施工单位管道对口原则为“后施工至对口位置处的一方完成该焊口的焊接”，这种合同约定的对口原则，产生的后果便是哪家施工单位先施工至对口处的评价方法及由此导致的互相牵扯问题，对施工管理造成巨大挑战。
经过实践经验，将所有常规岛和核岛管道对口工作均为一家安装单位施工，这样以来设计变更，施工效率大为改善。单独针对主汽管道而言，本工程约定两家安装单位各完成一个机组的对口。
3.3.2 安装工序优化
按照新约定的对口原则，核岛侧和常规岛侧的两家安装单位，分别完成各自一侧管道的所有焊口，最后一道焊口由约定的安装单位对接完成，而二回路爆破吹扫节点对工期要求极为紧迫。所以在工期紧迫的前提下，经过精确的测量放线，最后一管段的两个个焊口可以先完成点焊，再由两家单位同时完成各自焊口的焊接，这样以来工期可以相应提前。
3.4 主蒸汽隔离阀单体调试优化
主蒸汽隔离阀的单体调试应在二回路爆破吹扫前完成，并应在正式爆破吹掃时处于打开状态。
为了保证主蒸汽隔离阀的单体调试能按照进度完成，在配合厂家进行调试前，应重点对相应先决条件进行充分准备，这包括：冲氮完成、油泵加油工作、调试所需要的电源及压缩空气气源可用、及时完成调试前脚手架的搭设工作、建立清洁区。只有上述先决条件准备完成后，单体调试工作才能高效有序完成。
4 结语
综上所述，通过对某核电工程1号和2号机组二回路爆破吹扫的经验充分的研究总结，并参照平行在建项目，我们可以在临时管布置、W区物项吊装及主蒸汽隔离阀单体调试方面采取相应的优化措施，进而可以节约成本，加快施工效率及进度。
参考文献
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