摘要：本文介绍了EPR蒸发器二次侧压力试验相关工作前提和试压大致流程，试验相关的管道安装工作、参与试验重要阀门状态设定，以及试验各个阶段管道专业相关工作。
关键词：二次侧；管道安装；压力试验
1 概述
核岛蒸汽发生器二次侧水压试验是验证核岛二回路性能的整体压力试验[1]，范围内的管道主要包括围绕蒸汽发生器的VVP、ARE、ASG、APG等系统管线，由于EPR拥有4台蒸汽发生器，故二次侧压力试验分为4个压力回路进行单独试压。
1号机组VVP、ARE系统边界分别是主蒸汽隔离阀和主给水隔离阀，试压逻辑关系图如图1；考虑到核岛侧（HR/HL）压力试验的完整性和可操作性，2#机组二次侧水压试验的VVP和ARE管线的边界延伸至VVP和ARE的防甩击固定点支架2VVPi120TY-PF10和2AREi510TY-PF10（i=1，2，3，4），采用临时封头封堵管道执行试压，逻辑图如图2。
蒸发器二次侧压力试验属于设备安装期间大型水压试验活动，需各专业联合实施，管道专业参与了压力试验的前期准备、试验检测和试验后漏点处理各项工作。
图1、1号机二次侧压力试验逻辑图 图2、2号机二次侧压力试验逻辑图
2 二次侧压力试验流程
蒸发器二次侧压力试验开始前，需完成实体和文件准备工作。实体准备工作主要包括：压力试验回路的封闭，涉及蒸发器安装、蒸发器人孔手孔眼孔关闭、管道安装完成、阀门状态设定；压力试验工具的就位和调试；压力试验所需临时设施及除盐水的准备和调配。文件准备工作包括相关设备鉴定报告的文件和压力试验相关工作流程、质量计划及组织机构文件准备[2]。
准备工作完成后，可按流程启动蒸发器二次侧压力试验并执行各个压力平台的漏点检查和记录，具体流程如图3：
图3、二次侧压力试验主要先决条件及试验流程
试验期间和试验完成后，管道专业针对系统中的漏点阀门进行记录和检修，并在系统参与热态试验期间执行再次检查确认。
3 管道专业相关准备工作
二次侧压力试验前期准备工作分为蒸发器部分和管道部分，蒸发器部分涉及蒸发器人孔、眼孔、手孔封闭和压力试验设备的就位及调试；管道部分涉及管道安装、阀门状态设定、临时设施的准备及试验用水的储存和调配。
3.1 管道系统的安装
管道系统安装完成是压力试验的前提，蒸发器二次侧相关管道直接影响核安全，管道及设备属核级，系统重要性高，施工活动工作量大，施工周期较长，以下对相关系统功能及安装情况作简要介绍。
3.1.1 管道系统介绍
与蒸发器二次侧相关的主要有VVP、ARE、ASG、APG四个系统，以下每个系统分别简要介绍布置和功能：
VVP核岛主蒸汽系统共四个环路，对应四台蒸汽发生器，主蒸汽管道连接核岛侧蒸汽发生器和常规岛侧主蒸汽系统管线，管径为DN750（Ф762mm），壁厚41mm（局部33mm、59.25mm），材质为P355NH，级别为Q1级，清洁度级别为2级，设计温度311℃。系统内每个回路（如图4）包含1台主蒸汽隔离阀、2台主蒸汽安全阀、1台主蒸汽泄压隔离阀，以上阀门均位于安全厂房24m阀门间；安全阀和泄压阀末端设置消声器，用于蒸汽排泄时噪音消除；主蒸汽管道上支架数量较少，每个环路22.5m处设置一个贯穿反应堆厂房HRA及外环廊HRB的贯穿件，同时在HRA内部设置一个横向限位支架，HRA外部设置一个纵向限位支架。
图4、VVP管道布置
ARE主给水系统管线分为四个环路，连接常规岛给水侧和核岛侧蒸发器给水入口段，系统管道管径为DN500（Ф508mm），平均壁厚32.54mm（局部23.45mm），材质为P355GH，级别为Q1和Q3级，清洁度级别为2级，设计温度（止回阀下游311℃/止回阀上游温度261℃）。主给水系统内每个环路（如图5）包含1台主给水止回阀、3台主给水隔离阀、2台主给水满载隔离阀、3台主给水调节阀（主调、辅调、微调）；每个环路一个贯穿件，用于贯穿反应堆厂房。
图5、ARE管道布置
ASG为应急给水系统，ARE及APA均不可用时使用ASG系统给蒸发器供水：包括在停堆维修时，冷却蒸汽发生器上部；在机组启动前未蒸汽发生器二次侧充水和化学处理，管道为不锈钢管道；系统包括四个环路，每个环路包含1个除盐水箱、1台电动应急给水泵（泵下游设置止回阀和再循环管道）、泵功率控制阀、安全阀外部隔离阀。系统全部为不锈钢管道。
APG蒸发器排污系统，用于为蒸发器日常和定期排污，管道使用Q2级碳钢管。
3.1.2 管道安装工作
蒸发器二次侧的相关管道系统中，ASG及APG系统工作量较小，主要施工活动集中在VVP/ARE两个系统上。由于VVP/ARE系统管径大且壁厚较大，根据焊接技术要求，厚壁管线焊接涉及焊缝预热、回热及多次无损检测，工艺流程复杂；壁厚直接导致管线重量较大，在厂房空间受限的情况下，管道及相关设备的引入较为困难；同时VVP/ARE焊缝内部均需进行内部打磨[3]，VVP系统管径较大，使用人工内部焊缝打磨工艺，ARE系统管径较小，使用远程机器人打磨工艺，个别无法实现远程打磨的焊缝使用人工打磨工艺，为了便于焊缝打磨的实施，管道施工逻辑极其重要：
VVP系统从蒸发器出口到贯穿件共3段管道4个对接焊口，为确保管道能够顺利组对，需将4根管段全部吊装到位。先焊接蒸发器出口第一道焊缝，挪开下游管道后进入管道内部进行焊缝内部打磨和探伤工作，焊缝探伤合格后依次执行其余三道焊口的焊接；4道焊缝均完成并探伤合格后执行贯穿件焊缝及下游管道、主蒸汽隔离阀（共4台位于4个安全厂房+19m，阀门高4265mm，底部阀体长1537.1mm，顶部驱动端宽1166mm，驱动端设置大量附属阀门及仪表，阀门总重9500Kg，由于体积、重量大，阀门须在厂房封顶前由其顶部吊装引入）、主蒸汽安全阀、主蒸汽泄压隔离阀焊接。
ARE系统从蒸发器接口端依次焊接至主给水隔离阀，每焊接完成一道焊口，必须先完成焊缝内部打磨和探伤工作，由于主给水止回阀到货较晚，实际的施工逻辑以核岛贯穿件初始定位焊缝，依照先后顺序焊接至止回阀待阀门到货后，安装止回阀并焊接剩余焊缝，阀门两侧的焊口采用人工内部打磨。
VVP、ARE管道，仅ARE管道在与蒸发器接口处设置了射线检验孔，其他焊口均无射线检验孔。VVP管道焊口附近的支管，可作为放射源导入通道，探伤人员进入管道布置放射源固定装置；但ARE管道口径较小，人员进入困难，大部分焊口需采用外部曝光、双壁透照，一道焊缝往往需要2-3个夜间探伤周期才能透照完毕。
3.2 阀门状态的设定
管道及阀门焊接完成后，在蒸发器二次侧压力试验开始前要对边界内和边界阀门进行状态设置，除ASG管线供水阀需在进水期间保持开启，待系统满水后关闭阀门执行试压外，其余边界内阀门均需保持全开，边界阀门均需保持全关。
由于2号机组相较于1号机组边界扩充，阀门边界变化较大，边界内及边界阀门状态设定也发生了相应变化；同时由于1号机组主蒸汽安全阀上部组件回装后锁定的打压方案稳定性不高，系统接近最高压力时阀门内漏严重，故2号机组经过离线试验验证后选用了安装专用压力试验塞的方案，规避了最高压力附件阀门内漏导致压力不稳的风险。重要阀门的设定状态详情见表1：
表1、二次侧压力试验重要阀门状态设定
3.3 压力试验用水及临时供排水设施准备
压力试验用水准备及供排水设施安装是二次侧压力试验前期重点准备工作，临时设备、管道安装完毕后具备进水能力，水质化验合格后才能启动试验，执行蒸发器进水操作。
3.3.1 压力试验用水的准备
蒸发器二次侧压力试验使用A级除盐水，由于蒸发器及其二次侧容积较大，压力试验期间需要约430m³，施工现场使用ASG储水池进行储水；ASG水池由于水池施工期间实施了钝化工艺，水池内焊缝有焊渣及少量化学残余，水池进水前需要使用高压除盐水多次清洗，并化验水池除盐水水质，直至铁离子、氯离子、悬浮物等指标满足试验要求后执行水池加药操作，加入联氨调整碱度，并再次化验水质，确保PH值及其他指标满足试验要求，避免由于水质不合格对蒸汽发生器管板材料造成影响。
3.3.2 临时供排水设施的安装及操作
由于二次侧压力试验期间ASG、APG系统未正式投用，蒸发器供排水需使用临时措施。供水部分包括ASG临时供水泵及临时管线，打压泵临时供水管线及溢流管线；排水部分包括蒸发器底部APG临时排水管线，打压设备排水管线，VVP系统排水管线、ARE系统排水管线，同时，需在蒸发器顶部最高位置安装真空泵。
进水设备安装完成后要需对管路进行除盐水冲洗，冲洗后化验水质，确保水质合格后备用；待压力试验用水准备完成通过ASG临时泵及管线执行系统进水，在进水完成50%后使用真空泵执行抽真空操作，保证系统充满，系统充满后关闭ASG进水泵及进水阀，切换至压力试验打压设备执行升温升压操作。
升温升压并打压完成后开启各系统排水及蒸发器顶部通气阀执行系统排水，直至排水完成，随后对蒸发器日常维护设备对其进行干保养。
4 压力试验的管道检查、维修和再验证
压力试验期间要执行多次检查，包括进水前阀门状态设定检查，进水升压后巡检内容包括阀门及在线部件泄漏情况、管道变形情况、支架受力情况等，进水期间每隔3个小时执行全场巡检，进水完成后执行巡检，随后升温升压阶段每隔3小时巡检一次，升压过程中在3bar，90bar，148.5bar压力平台稳压巡检；巡检期间若发现异常情况（主要是阀门泄漏问题），重大问题需紧急处理的需要组织系统降压后执行处理，不影响压力试验进行的细微漏点现场记录后保留至压力试验完成后统一维修。
压力试验完成后系统泄压并排空介质，执行泄漏处理，主要是内漏、外漏阀门的维修。
维修完成后通过蓝油试验和后续系统调试试验再验证的方式确认维修的可靠性，并最终关闭泄漏记录。
5 结束语
蒸发器二次侧水压试验，是检验蒸发器二次侧承压能力的关键试验，试验合格为冷试蒸发器一次管侧无泄漏提供保障。二次侧内主要是VVP、ARE管道的安装，其管径大、壁厚厚、质量等级高，施工逻辑、焊接工艺等安装要求都比较高，焊工的资质、焊材的采选、安装工机具的准备等，都需要做好周密的计划。
本文简要介绍了CEPR核电蒸发器二次侧流程及其涉及的管道相关施工内容，水平有限，疏漏在所难免。恳请专家指点、斧正，不胜感谢！
参考文献：
[1] Test Sequence Procedure：TP ENS 012 - Hydrostatic Pressure Test for Secondary System，TS-X-NIEP-PCC-F-DC-20016 [R]
[2] 蒸汽发生器二次侧水压试验装置水压试验规程，TS-0-SZHD-EPR-SG-017，2014[R]
[3] NSSS Systems - Scope of Flush Welds，NESP-F DC 20222，2010 [R]
论文作者:张宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：蒸发器论文; 管道论文; 压力论文; 系统论文; 阀门论文; 蒸汽论文; 管线论文; 《基层建设》2019年第3期论文;