先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法与流程

文档序号:14359487阅读:565来源:国知局

本发明属于核电厂设计技术,具体涉及一种先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法。



背景技术:

核电厂的调试是指安装工作基本完成后使构筑物、系统和部件进入某一运行模式将执行的所有活动,以对核电厂设计、设备制造、建造和安装质量进行全面验证,确保核电厂能在额定功率下连续、稳定的运行。调试过程主要分为非核试验和带核试验两大部分。调试既是核电厂的建造阶段的最后一步,又是运行阶段的第一步,调试试验的全面性、安全性、有效性对核电厂的安全、可靠运行至关重要。

为了安全、高效和有序地开展调试工作,我国核安全相关法规导则规定所有调试活动必须遵循经过审批的书面文件,因此在实施具体的调试工作前,应制定合理且实用的调试技术指导文件,例如系统调试大纲、通用试验导则等。其中,通用试验导则是梳理核电厂主要工艺系统和设备,将其中同类型的试验(如冲洗试验、逻辑控制试验等)或者涉及到同类型设备或部件(如阀门、风机、离心泵和加热器等)的试验进行归类总结,形成同类型设备、部件或某种给定类型试验所通用的试验方法。通用试验导则作为重要的调试技术文件之一,在调试规程的编制和具体调试工作的执行过程中广泛应用,以提高调试工作的效率。

目前国内在役压水堆核电厂所广泛应用的通用试验导则,同源于最初技术引进国核电厂的同类文件:其项目在技术引进国同类文件的基础上,根据国内电厂设计改进和供货商的变更进行了一定优化调整;其内容则基本上沿用了引进国的通用试验导则,其中还包括引进国的相关法规、标准和政令等。

与此同时,日本福岛核事故后,根据我国核能政策的调整和国际趋势的发展,国内新建核电厂将采用安全性更高、抗事故能力更强的先进压水堆核电技术。先进压水堆核电厂首先从设计角度提高核电厂的整体安全性,其设计理念大多是以在役压水堆核电厂设计、制造、建设和运行经验的基础,引入新概念设计和具有新设计特性的物项,这些新物项的引入势必将引起通用试验导则项目和相关内容的变化。

另外,国内相关核安全法规、导则和行业标准仅对通用试验导则进行了定义,但未明确制定通用试验导则项目和内容的具体方法。



技术实现要素:

本发明的目的是基于先进压水堆核电厂的设计特点,提供一种用于制定先进压水堆核电厂通用试验导则项目和内容的方法,从而确保调试工作更为高效且有序的开展。

本发明的技术方案如下:一种先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,包括如下步骤:

(1)针对先进压水堆核电机组,通过其基础技术文件,梳理和分析核岛、常规岛及bop厂房内主要工艺系统的设备、部件和功能;

(2)基于步骤(1)梳理和分析得到的设备、部件和功能,按照类别进行合并和归类处理,筛选出安全重要性程度较高、出现频率较高和使用范围较广的类别,并确定调试试验项目;

(3)对调试试验项目的属性进行分类,分为“既有型”试验项目和“新型”试验项目两大类,“既有型”试验项目是指在在役压水堆核电厂的调试工作中已采用过的,并具有一定技术积累的调试试验项目;“新型”试验项目是指从未在在役压水堆核电厂调试过程中执行,或由先进核电厂的设计特点而产生的试验项目;

(4)根据调试试验项目的属性,制定通用试验导则文件。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(1)中,针对独具设计特点的构筑物、系统和部件,如果是采用了新概念设计和具有新设计特性的物项,则详细分析其配置和功能,梳理出相应的新设备、新部件和新功能。

更进一步,步骤(1)中,以表格的形式进行梳理、分析和记录。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(2)中,合并和归类处理过程中主要考虑设备类型、型号、供货厂家、用途、所属工艺系统的功能和安全重要性程度。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(3)中,对调试试验项目的属性进行分类需借鉴在役压水堆核电厂的通用试验导则文件的项目和内容以及调试工作技术积累。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(4)中,对于“既有型”试验项目,首先根据国家标准、行业标准、企业标准对试验项目和内容进行优化和调整,实现通用试验导则的本土化,并做到合法化和规范化;如无相应的标准进行规定,则需根据供货商的设备运行维修手册和采购相关的设计文件,以及实际调试工作的需求进行优化,使其具备实用性和准确性,形成“既有型”通用试验导则文件。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(4)中,对于“新型”试验项目,首先根据国家标准、行业标准、企业标准制定其试验项目和内容,做到合法化和标准化;如无相应的标准进行规定,则需根据供货商的设备运行维修手册和采购相关的设计文件制定其试验项目和内容,使其具备可执行性,形成“新型”通用试验导则文件。

进一步,如上所述的先进压水堆核电厂调试通用试验导则项目和内容的制定方法,步骤(4)中,将“既有型”通用试验导则文件和“新型”通用试验导则文件整合,形成一整套完整的先进压水堆核电厂通用试验导则文件。

本发明的有益效果如下:

1)本发明对先进压水堆核电厂核岛、常规岛、bop厂房等主要工艺的设备、部件和功能,包括采用新概念设计和具有新设计特性的物项进行全面梳理和分析,从而能最大程度地在整个核电厂内筛选出同类的设备、部件和功能,这样不仅能确保最终制定出的通用试验导则覆盖面更广,使用率更高;还有利于对安全重要性程度高和使用频度高的类别进行筛选工作。

2)本发明在确定具体的调试试验项目中,紧扣通用试验导则的定义,多方面、多角度、多层次地筛选出重要性高和出现频率高的设备、部件和功能;同时,也为对标工作中根据正确且合适的标准进行通用试验导则的优化或制定奠定了基础。

3)本发明在对调试试验项目进行属性分类时,能最大限度的利用在役核电厂的调试工作反馈和技术成果积累,同时还兼顾先进压水堆核电厂设计特点对调试试验的影响,从而合理高效地制定出完整且全面的通用试验导则。

4)本发明采用国内标准及调试反馈优化和国内标准及供货商要求制定的两种方式之一来制定通用试验导则,能高效地利用了我国多年核电工程设计、核电机组调试、核电设备制造的成果和技术积累,由此制定出的通用试验导则不仅有效涵盖了先进核电厂的技术特点,还能充分体现其实用性、准确性和推广性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在整个核电厂寿期内,调试阶段的工作是一项复杂、繁重的任务,调试工作全面、高效、有序的开展,不仅影响核电项目的整个工期,而且关系着后续运行阶段核电厂的安全性和可靠性。为了安全、高效和有序地开展调试工作,我国核安全相关法规导则规定所有调试活动必须遵循经过审批的书面文件,因此在实施具体的调试工作前,应制定合理且实用的调试技术文件,其中就包括通用试验导则。该类文件通过对核电厂主要工艺系统和设备中同类型试验或者涉及到同类型设备或部件的试验进行归类总结,形成同类型设备、部件或某种给定类型试验所通用的调试试验方法,以利于调试规程的制定和调试工作的执行。

以某先进压水堆核电厂通用试验导则文件的制定过程为例,如图1所示,本发明的具体制定方法如下。

(1)核电厂主要设备、部件和功能的梳理和分析

针对某先进压水堆核电机组,基于其相关设计文件(如系统设计手册等),对核岛、常规岛及bop(balanceofplant)厂房内的各工艺系统、设备和功能进行梳理,其中包括新概念设计和具有新设计特性的物项。主要的设备、部件和功能有:泵、阀门、孔板、换热器、非能动氢复合器、配电盘、电动机、风机、反应性控制、逻辑控制等。以表格的形式进行梳理、分析和记录。

(2)确定调试试验项目

基于各工艺系统以及新物项所梳理和分析出的设备、部件和功能,按照类别进行合并和归类处理,此过程中主要考虑设备类型、型号、供货厂家、用途、所属工艺系统的重要性等因素。在归类的清单中,筛选出重要性较高、出现频率较高和使用范围较广的类别,并确定其调试试验项目。主要包括:水化学控制试验、系统冲洗试验、热平衡控制试验、冷却剂流量计算试验、阀门试验、离心泵试验、换热器效率试验、隔离阀密封性试验、限流孔板调整试验、非能动氢复合器效率试验、中压和低压配电盘性能试验、逻辑控制通道试验、风机性能试验、反应性系数测量试验等。

(3)调试试验项目属性分类

调试试验项目属性的分类,需借鉴在役压水堆核电厂的通用试验导则文件和调试工作反馈,所有试验项目从其属性上可分为“既有型”试验项目和“新型”试验项目两大类。

以上示例中水化学控制试验、系统冲洗试验、换热器效率试验、阀门试验等试验属于“既有型”试验项目;非能动氢复合器效率试验属于“新型”试验项目。

(4)制定通用试验导则文件

对于“既有型”试验项目,应首先根据国家标准、行业标准、企业标准等对试验项目和内容进行优化和调整;如无相应的标准进行规定,则需根据实际调试工作的反馈进行优化。例如换热器效率试验可根据《热交换器(gb/t151-2014)》优化,阀门试验可根据《核电厂阀门调试技术导则(gb/t25739-2010)》优化等。而水化学控制试验和系统冲洗试验无对应的标准进行规定,则根据实际调试工作的反馈进行内容的优化。

“既有型”试验项目以安全壳隔离阀密封性试验导则为例进行分析。常规安全壳隔离阀密封性试验要求在室温下进行,以水或空气为工质,对阀门加压至安全壳设计压力,加压方向与阀门执行其安全功能的承压方向一致。当阀门装有远距离操作装置时,试验阀门的关闭不应附加其他任何特别的操作。常规密封性试验方法在测量原理上可分为“流量补充法”和“压力下降法”两类。采用常规方法时,需在试验阀门上游和下游管道设置“加压接口”和“对空接口”,同时要求在试验阀门所在工艺管线上设置隔离边界。“流量补充法”通过维持试验阀门上游隔离边界内压力恒定,测量通过试验阀门的流量大小确定的泄漏率;“压力下降法”要求在试验阀门隔离边界内充以一定初始压力的气体,一段时间后通过测量隔离边界内的压力、温度参数变化确定泄漏率的大小,该方法一般用于支管线及壳外隔离阀密封性的测量。

《核电厂安全壳密封性试验》(nb/t20018-2010)中,对于安全壳隔离阀密封性试验,方法上并没有强制性要求,试验可以采用常规方法或具有等同效果的其他方法;设计上要求考虑试验接口和隔离边界,增加试验可行性,尽量缩小隔离边界;操作上应按设计基准事故执行器隔离功能的方向进行加压,如果反方向加压,所得试验结果应是等效的或是更保守的,同时要求试验阀门的关闭不应附加其他任何特别的操作;验收准则上要求所有进行c类试验的阀门的总体泄漏率不超过安全壳设计泄漏率的50%。

试验方法上,常规方法与nb/t20018-2010标准中安全壳隔离阀密封性的试验方法一致,常规方法可应用于先进压水堆核电厂安全壳隔离阀密封性试验导则的设计。验收准则上,标准中c类试验的验收准则与先进压水堆核电厂安全壳隔离系统的设计一致,均要求c类试验总的泄漏率不超过安全壳整体泄漏率的50%。

“新型”试验项目以非能动氢复合器试验为例。福岛事故时地震和海啸导致核电厂电源和冷源的丧失,堆芯发生严重的损坏,锆金属包壳在高温下与水作用产生了大量的氢气,进而产生氢气爆炸现象。因此,借鉴福岛事故经验,先进压水堆堆型对设计基准事故及严重事故工况下安全壳内氢浓度的控制措施进行了相关改进,取消设计基准事故工况下运行的安全壳大气监测系统内的移动式氢复合器,在安全壳消氢系统中设置可应用在设计基准事故和严重事故下的非能动氢复合器,以对安全壳内氢气浓度进行控制,限制安全壳内的氢气浓度低于安全限值,保证安全壳的完整性。基于设备功能分析非能动氢复合器的调试试验主要涉及设备安装特性、设备可操作性检查及催化剂板性能试验三部分。现阶段,针对非能动氢复合器的调试,国内标准体系中尚未查到相关标准,因此该试验项目设计的主要依据系统设计文件进行。前两项试验属于初步试验范畴,主要通过目视检查进行。催化剂板性能试验中,考虑氢复合器为非能动设备,其起、停阈值无法进行验证。依据设备运行维修手册(eomm),调试试验在催化板定期检查和再生装置中进行,通过验证催化剂板消氢效率以证明氢复合器消氢性能满足要求。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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