王芳

（上海核工程研究設(shè)計院有限公司，上海 200233）

在壓水堆核電廠的設(shè)計中，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（CVS，簡稱化容系統(tǒng)）是重要的輔助系統(tǒng)之一，其系統(tǒng)功能的有效實現(xiàn)對核電廠的正常運行有著至關(guān)重要的作用。工藝布置設(shè)計的主要目的是保證系統(tǒng)功能的有效實現(xiàn)，合理的布置是系統(tǒng)設(shè)備、閥門、管道等部件具有可安裝性、可運行性、可維護性、可操作性的重要保證。合理的運輸路線和吊、拆裝空間也是布置設(shè)計需要考慮的重要方面。本文著重探討國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中CVS系統(tǒng)在輔助廠房的主要設(shè)備的布置、安裝、檢修及運輸路線等方面的內(nèi)容。

1 輔助廠房CVS系統(tǒng)設(shè)備布置

AP系列核電廠設(shè)計中，CVS系統(tǒng)布置于輔助廠房的設(shè)備包括補水泵、小流量熱交換器、補水過濾器、化學(xué)物添加箱和補水泵入口緩沖罐。

圖1 12255和12258房間工藝設(shè)備布置圖

圖2 12271房間工藝設(shè)備布置圖

兩臺補水泵布置于輔助廠房12255房間，即CVS補水泵房（見圖1），以保證補水泵入口管嘴的標高低于硼酸貯存箱的標高，同時也低于乏燃料池液位高度，這樣可以有效地避免汽穴的產(chǎn)生。為了降低有害化學(xué)制品對廠房的污染程度，化學(xué)物添加箱靠近CVS補水泵布置，并且預(yù)留足夠的操作空間。補水過濾器與其外部的屏蔽箱構(gòu)成KU20模塊，其整體懸掛于輔助廠房12258房間底板上。

補水泵入口緩沖罐布置于12271房間，即WLS泵房（見圖2），以減少它與WLS流出液暫存箱泵之間管道內(nèi)流體容積。當WLS泵的隔膜發(fā)生破裂時，可以縮短氣體在緩沖罐內(nèi)積聚的時間，增強對補水泵的保護。

2 輔助廠房CVS系統(tǒng)設(shè)備布置設(shè)計改進

AP1000設(shè)計中，CVS系統(tǒng)在輔助廠房的布置基本能保證其系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，但是仍然存在一些設(shè)計缺陷，尤其是在設(shè)備檢修、維護以及運輸路線等方面尚存在一定的問題。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，針對AP1000設(shè)計中的不足之處，采取了一系列改進措施，以完善布置設(shè)計。

2.1 設(shè)備維修及運輸路線改進

CVS設(shè)備的布置必須具有適當?shù)目山咏?，以便進行在役檢查和預(yù)期的維護活動。對于拼裝和旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備，設(shè)備檢修不考慮整體更換，僅考慮更換其易損部件，如濾芯、泵葉輪、電動機等。下面主要探討CVS系統(tǒng)在輔助廠房中主要設(shè)備的檢修及運輸路線。

（1）補水泵。補水泵的布置考慮在其軸線方向上預(yù)留足夠的空間供轉(zhuǎn)子組件的拆裝使用（見圖1）。同時，每臺補水泵電機西側(cè)均預(yù)留一定的空間，供電機的維修操作。

由于CVS補水泵的外形尺寸較大，在廠房施工完成后，不能通過設(shè)備運輸通道將其整體運送至補水泵房。因此，在上層樓板施工之前，應(yīng)該將該設(shè)備吊裝就位。CVS提供兩臺100%容量的補水泵，任一臺泵都可隨時停運進行維護，而不影響電廠的運行。補水泵的檢修需考慮葉輪和電機可能出廠進行更換。AP1000設(shè)計中沒有考慮補水泵電機損壞，需要出廠維修或更換時的運輸問題。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，根據(jù)補水泵檢修部件的信息，綜合考慮其運輸路線（見圖3）：12255房間→12251房間→12351房間→40357房間→廠區(qū)。

補水泵房布置緊湊，補水泵B底座與屏蔽廠房外墻凈空間僅為1016mm，補水泵B周圍實際檢修空間也有限。因此，補水泵檢修過程中若需要對電機進行出廠維修或更換，則需考慮將電機先拆卸成尺寸相對較小的零部件，然后進行運輸。

圖3 CVS補水泵檢修部件運輸路線圖

（2）補水過濾器。補水過濾器的布置考慮在其上方預(yù)留足夠的空間供更換濾芯時的操作使用。

過濾器濾芯的更換與運輸是通過屏蔽運輸容器便攜式操作工具來完成的。主要包括屏蔽小車MH60以及廢過濾器芯屏蔽筒MR40。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，根據(jù)屏蔽小車的信息，綜合考慮其運輸路線（見圖4）：12258房間→12255房間→12251房間→12351房間→12361房間→12371房間→12374房間（即廢物處理容器區(qū)）。

補水泵檢修部件和補水過濾器濾芯運輸過程中，需經(jīng)過12255房間南門和12351房間吊裝孔。AP1000設(shè)計布置緊湊，12255房間南門尺寸和12351房間吊裝孔尺寸較小，無法滿足設(shè)備運輸空間要求。國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，針對上述問題，逐一排查運輸通道中的各個門洞、吊裝孔的凈空間尺寸，通過綜合調(diào)整運輸通道周圍物項的布置，釋放一定的空間裕量，最大程度地解決和改善運輸空間問題。

2.2 設(shè)備安裝方式改進

圖4 補水過濾器濾芯運輸路線圖

AP1000設(shè)計中，補水泵和小流量熱交換器均采用II類預(yù)埋錨栓安裝。在現(xiàn)場實際施工中，預(yù)埋錨栓需要在樓板澆筑前先進行定位，在混凝土澆筑后預(yù)埋錨栓定位容易產(chǎn)生偏差。II類預(yù)埋錨栓完成施工后，其調(diào)整裕量非常有限，難以匹配現(xiàn)場設(shè)備施工的安裝偏差，導(dǎo)致設(shè)備無法安裝，只能通過調(diào)整設(shè)備底座上的螺栓開孔定位匹配預(yù)埋錨栓進行安裝。

國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，為便于設(shè)備的安裝施工，對補水泵和小流量熱交換器的安裝方式進行了改進。綜合考慮樓板厚度，設(shè)備底座高度及設(shè)備載荷，選用便于采購和施工的地腳螺栓進行安裝，為現(xiàn)場施工提供極大的便利。

3 結(jié)語

國產(chǎn)化AP系列核電廠設(shè)計中，針對AP1000設(shè)計中輔助廠房CVS系統(tǒng)主要設(shè)備的安裝、檢修以及檢修部件運輸路線中存在的問題，提出了一系列的解決方案，提高了相關(guān)設(shè)備的可安裝性和可操作性，以保證更好地實現(xiàn)系統(tǒng)功能。同時為現(xiàn)場施工帶來極大的便利，提高了核電廠的可維護性和可檢查性，對整個核電站的安全運行具有一定的意義。

[1]孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]徐剛,徐英虎.AP1000核島廠房設(shè)備及模塊運輸路線設(shè)計基礎(chǔ)圖及設(shè)計說明[Z].上海：上海核工程研究設(shè)計院,2011，12.

[3]徐良.核島標高94.666(82’-6)及以上標高預(yù)埋錨栓詳圖[Z].上海：上海核工程研究設(shè)計院,2017，07.