乏燃料水池冷却器密封垫片结构检修方法

现阶段，核电快速发展，使得冷却器被广泛应用，其安全运行管理工作备受人们关注，若此设备发生运行故障，极易影响机组运行的安全性，因此加强此课题的研究，有着必要性。

1 核安全工作的重要性

目前，核电占据世界能源结构的12%，我国核电只占能源结构的2%。基于我国核电发展规划目标，到2020年，大陆地区在运核电装机容量要达到5800万千瓦，以提升核电在能源结构中的比重。核能作为重要能源，其安全工作的有效落实，可以降低核安全事故的发生，重要性不言而喻，自福岛核事故后，人们更是高度重视核安全问题，尤其是冷却问题。

2 冷却器封垫片结构检修方法

2.1 设备结构

某330MW核电机组乏燃料水池冷却器设备，属于卧式U形管热交换器，其结构如图1所示。U形管束与管板的重量在2t，长度在35 00mm左右，直径在800mm左右。

图1 乏燃料水池冷却器

1为筒体；2为管板；3为封头

2.2 结构检修方法

乏燃料水池冷却器密封垫片结构检修，主要采取以下方法：1）整体更换法。利用此方法进行结构检修，技术难度较小，而且检修风险较低，此方法的缺点是造价高、制造周期长、检修成本高、吊装难度大等。在应用时，需要采购新的设备，整体更换乏燃料水池冷却器，再采取解体检修方法[1]。2）整体抽芯法。此方法应用是将冷却器封头打开，抽出U型管束，进行结构检修。因为密封垫片安装较为简单，利用此方法成本低，适用于使用时间短的设备，若运行20年左右的设备，其内部状况不明确，加之U形管束较重，极易发生卡涩问题，造成损伤问题，除此之外管束回装难度较大，部分备件已经停产，检修风险性较大。3）局部抽芯法。此方法的应用，需要将冷却器封头打开，抽出U形管束，此方法和整体抽芯法的不同在于只抽取一段距离，因为抽取的距离较短，发生卡涩问题的机率较小，不易损伤管束，风险性低，而且检修成本花费较少，但管板筒体侧垫片无法更换，需要改进垫片结构。经综合分析，局部抽芯法是经济性最强的检修方式，但需要进行垫片结构改进[2]。

2.3 案例分析

针对本机组乏燃料水池冷却器，采取局部抽芯的方式，进行结构检修，需要解决垫片更换问题，考虑到垫片更换需要进行整体抽芯，而采取局部抽芯方式，则垫片必须是开口式，即HALF式结构，存在两处开口，此结构垫片极易发生泄漏，因此需要控制开口数量，使用单开口式垫片。基于此，通过改进密封垫片，使用316L不锈钢，制波形状金属骨架，预留开口，安装手柄，使得金属骨架可以保持在管板筒体侧密封面中心，严格按照骨架焊接安装标准开展作业。通过模拟试验，包括力学性能试验和水压试验等，进行性能检测，经过对密封垫片结构改进，可以达到使用要求。

3 冷却器封垫片结构检修要点

核燃料在反应堆里发生核反应后，需要在标准时间内卸下，并且更换新的燃料，被卸下来为乏燃料，具有较强的放射性，同时会释放一定的衰变热，热量的温度较高，因此需要暂时贮存，而乏燃料水池是主要贮存设备，利用冷却器进行温度冷却，同时屏蔽放射性，至少需要5年，才能够将乏燃料的余热与放射性，降低到标准，做后续处理。基于此，冷却器的性能要非常高，避免在运行的过程中发生故障，引发核事故。在进行冷却器封垫片结构检修时，需要从经济性与安全性等角度分析，严格按照核电安全设备检修标准进行。无论选择何种方式，均需要做好技术分析，明确技术难点，攻克技术难题后，再进行解体检修。完成解体检修后，需要按照设备安装流程，做好安装质量把控，并且要进行性能试验，以确保设备能够稳定运行，避免发生运行事故。

4 结束语

乏燃料水池冷却密封垫片采取局部抽芯检修法，具有较强的经济性，而且检修的风险较低，但要进行垫片结构改进，突破技术难关，以确保机组运行的安全性，保证冷却器的性能，这需要结合实际情况，做好反复的技术研究，以提出严密的检修方案。