《核電廠二回路壓力容器停用保養導則》編寫說明

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1、 目次1范圍任務來源及主要工作過程11.1任務來源11.2標準形成過程12主要編寫單位和個人12.1主編單位12.2參編單位22.3主要編寫人23核電站二回路壓力設備停用保養的意義24標準編寫的原則和主要內容24.1編寫的原則24.2主要內容35導則內容說明35.1總則部分35.2停（備）用蒸汽發生器的保養45.3停（備）用發電機定子冷卻水回路的保養55.4二回路其他壓力容器的保養66與現行法律、法規、政策及相關標準的協調性67貫徹標準的要求68代替或廢止現行標準的建議79采用國際標準和國外先進標準情況76核電廠二回路壓力容器停用保養導則編寫說明1 范圍任務來源及主要工作過程1.1 任務來源核

2、電與水電、火電一起構成世界能源的三大支柱，在世界能源結構中占有重要地位。截止2011年3月底，中國已有6座核電站13臺機組投入商業運行，裝機容量為1080.8萬千瓦；正在建造的共28臺機組，裝機容量為3087萬千萬，中國已成為世界上在建核電機組規模最大的國家。核電進入規?；l展階段之后，其設備的腐蝕防護特別是停備用期間的腐蝕防護工作將顯得尤為重要。一方面，合理的停用保養能夠大幅減少設備的腐蝕，避免腐蝕引起的設備降級、損壞，節約設備替代的成本。另一方面，減少腐蝕的產生能夠提高核電站重要安全設備蒸汽發生器的安全性，降低核電站一回路放射性物質轉移至二回路側可能性，對核安全具有重大的意義。2011年3

3、月，中國電力企業聯合會發出文件通知（標準20113號），大亞灣核電運營管理有限公司承擔核電廠二回路系統壓力容器停用保養導則的編寫，項目編號為：能源2011H092。1.2 本標準形成過程1.2.1 探索階段（1994-2006年）在本標準制定之前，大亞灣核電運營管理有限責任公司一直致力于核電站二回路容器停用保養方面的工作探索。自從1994年大亞灣核電站1#機組投產以來，大亞灣核電運營管理有限公司依據化學與放射化學技術規范對蒸汽發生器等設備進行停用保養，此后不斷完善保養方法和擴大保養范圍，取得了較好的效果。1.2.2 成熟階段（2006-2009年）2006年在參考我國相關電力行業標準和法國ED

4、F相關保養程序的基礎上，制定了核電站二回路側停備用熱力設備保養導則。該導則系統介紹了核電站二回路主要熱力設備在停用期間的保養措施、監督手段等等。1.2.3 固化階段（2009年至今）2009年，大亞灣核電運營管理有限責任公司把停備用期間熱力設備的保養細節固化到維修工作包中，成為停備用檢修期間的日常工作。2011年3月份收到中電聯的行業標準編寫通知后，組織長期從事此項工作的專家隊伍進行開會討論，積極調研其他核電廠和相關火電廠的做法，并參照國內火電廠和EPRI相關的資料，于2011年11月完成本標準的基本內容。2 主要編寫單位和個人2.1 主編單位本標準由大亞灣核電運營管理有限責任公司主要負責編寫

5、，大亞灣核電運營管理有限公司自機組商運后就開始二回路停機保養的探索和實踐，在多年的實踐中沉淀了豐富的實踐經驗。2.2 參編單位蘇州熱工研究院有限公司是本標準的參編單位，蘇州熱工研究院有限公司自2006年以來，一直在大亞灣核電站、嶺澳核電站從事二回路熱力設備停用期間腐蝕檢查和保養工作。2.3 主要編寫人汪長春、李新民、姚雪鴻、鄭文遠、孫其良、吳迪、魯俊東。3 核電站二回路壓力設備停用保養的意義在機組大修或安裝調試階段，熱力設備在相當長的一段時間內處于停（備）用狀態。在此期間，環境濕汽和系統的殘留水份在金屬表面形成水膜，空氣里的氧溶解在這些水和水膜中，從而引發熱力設備水汽側的氧腐蝕。碳鋼的氧腐蝕表

6、現為短時間內大面積的“浮銹”，其下是腐蝕坑和蝕孔。熱力設備停用時產生的腐蝕，在機組功率運行期間有可能成為腐蝕的源點而繼續腐蝕，因此，停用期間防銹蝕保養對減少設備腐蝕、延長設備使用壽命，減少腐蝕產物遷移到蒸汽發生器具有重要意義。另外二回路熱力設備的汽側在啟機階段無法沖洗，保養能有效減小設備腐蝕。保養效果良好的機組在啟動過程中，沖洗時間短，且在機組并網后，各相關系統水汽品質很快達到正常運行的限值或期望值。以圖1為例，右上角為設備沒有采取任何保養措施的大修情況，左邊為同一設備在大修之后立即采用保養措施之后的情況，從中可以反映出保養的積極意義。圖1 某容器停用保養前后情況對比4 標準編寫的原則和主要內

7、容4.1 編寫的原則4.1.1 切實可行的原則本文件所列出的保養方法均是目前核電廠已經采用過的停用保養措施，方法均切實可行、有效。4.1.2 普遍性原則每個電廠所處的環境不同，設備的材料、結構、運行方式不同，因此不同的核電廠保養不能一概而論，本文件所介紹的方法具有普遍性，各電廠在實際應用中可以根據實際情況選用。4.2 主要內容本文件對于停用期間核電廠蒸汽發生器、汽輪機、冷凝器、除氧器、換熱器等設備的保養方法、控制指標、監督周期等情況進行說明，同時對水內冷發電機定子線棒的保養方式、基本要求等做了詳細介紹。對于停用期間，核電廠二回路壓力設備的保養具有參考意義。5 導則內容說明5.1 總則部分5.1

8、.1 總則部分著重介紹了核電廠停備用期間二回路壓力容器保養的方式、實施過程、監督評價等內容，對保養工作做總體介紹說明。5.1.2 保養方式核電機組由于其自身的安全要求更高，因此本文件推薦采用更為嚴格的方式來進行停備用二回路壓力容器的保養工作，主要保養手段有：清潔金屬表面、控制濕度、氮氣保養、保養液保養、維持運行水質。5.1.2.1 清潔金屬表面設備開口后，如果不做任何處理，碳鋼設備在短時間內可以形成大面積的浮銹，因此在具備條件后，要盡快清理金屬表面的浮銹、沉積物和積水，保持金屬表面的清潔，減少腐蝕現象的發生。5.1.2.2 降低容器內相對濕度金屬表面的濕度對腐蝕速度影響很大，一般來說，金屬受大

9、氣腐蝕的臨界濕度為45%-75%左右。核電站二回路壓力容器的主要材質為碳鋼，當空氣相對濕度高于臨界值60% ，碳鋼的腐蝕速度急劇增大，高相對濕度（60%-100%）下碳鋼的腐蝕速度是低相對濕度（30%-55%）下的100-1000倍。因此減低容器內相對濕度具有重要的意義。小容器持續通干燥的空氣進行保養，除濕效果良好；對于空間較大的容器，優先使用風機鼓風干燥，當環境濕度較大時輔助通干燥的空氣進行保養。放置硅膠干燥劑進行保養作為一種備用手段，使用時必須用布袋把變色硅膠裝好，定期檢查硅膠失效情況，設備投運前必須把硅膠全部取出。干燥的壓縮空氣對于二回路壓力容器的保養具有重要的作用，各電站應盡可能具備足

10、量的干壓縮空氣生產能力。5.1.2.3 充氮氣保養氮氣化學性質穩定，在常溫下和其他物質較難發生化學反應，因此在需要保養的容器內充滿氮氣可以有效的降低金屬氧腐蝕。但是，在密閉的空間大量使用氮氣有人員窒息風險，因此作業現場的氮氣使用需要嚴格控制，必須做好安全防護措施。5.1.2.4 保養液保養液一般由堿化劑和聯氨組成，因為聯氨具有堿性，因此也可以由聯氨單獨保養，但是聯氨具有一定的毒性，受環境排放的限制，一般不建議單獨作為保養液使用。由鐵的腐蝕電勢-pH關系可知，將pH提高到大于9之后，鐵被氧化成Fe2O3或Fe3O4，形成致密的氧化膜，可以保護里面的鐵不被進一步氧化，形成鈍化區。因此，在停備用期間

11、適當地提高pH值可以有效的降低金屬腐蝕的速率。高濃度的聯氨在常溫下能夠除去水中的溶解氧并維持容器內的還原性環境，降低氧腐蝕的速率。圖2 鐵的腐蝕電勢-pH圖5.1.2.5 維持運行水質正常運行水質的氧含量極低，pH較高，各種雜質含量較低，二回路壓力容器的腐蝕速率低，因此在條件許可的情況下，維持運行水質是停備用期間容器保養的較佳方式。5.2 停（備）用蒸汽發生器的保養5.2.1 保養方式為保證蒸汽發生器安全可靠運行，在蒸汽發生器停（備）用期間，必須采取有效的保養措施，以避免蒸汽發生器及其傳熱管發生銹蝕。停（備）用期間蒸汽發生器的保養方法的選擇，應根據蒸汽發生器的結構、材料、所處的狀態、停用期限的

12、長短、周圍環境溫度、濕度和保養方法本身的工藝要求來確定。保養方式一般有兩種：濕保養和干保養。5.2.2 蒸汽發生器濕保養5.2.2.1 保養液的組成和濃度濕保養是普遍采用的蒸汽發生器的保養方式。一般采用充堿化液和聯氨進行保養，不同的蒸汽發生器內部構件材料采用不同的堿化劑濃度。采用因科鎳材料作為傳熱管的蒸汽發生器，濕保養應維持聯胺濃度大于50ppm，pH值應大于9.8，考慮到對環境的影響, 聯氨濃度最高不宜超出450ppm，具體的保養液濃度應該根據停用保養的時間長短來確定，應該綜合保養效果和環境保護兩方面的因素。采用不銹鋼材質作為傳熱管的蒸汽發生器，濕保養時以控制保養液的pH為主，pH值應不低于

13、10.5。如果停運時間較短，可以采用充除鹽水的方式進行保養。5.2.2.2 濕保養要求a) 為最大限度減少腐蝕，蒸汽發生器檢修工作完成之后應盡快實施蒸汽發生器濕保養。b) 為了提高聯氨的保養效果，開始濕保養時，蒸發器宜充入氧含量小于100ppb的除鹽水，充水的同時加入相應的保養試劑。c) 對于立式蒸汽發生器，為增加保養效果，如現場條件許可，在保養液達不到的上部區域采用微正壓的氮氣保養，氮氣壓力不低于0.03Mpa（表壓）。d) 對于臥式蒸汽發生器，保養液應充滿整個蒸汽發生器內部空間。e) 加保養液過程中，應保證蒸發器內保養液的濃度均勻，可在蒸發器充水的同時加入保養試劑。f) 保養液取樣分析時，

14、應在蒸發器的不同部位取樣分析，以檢查其均勻性。5.2.3 蒸汽發生器的干保養當蒸汽發生器長期處于停備用狀態時，蒸汽發生器應采用干保養方式，干保養時在停機過程中應利用蒸汽發生器的余熱來烘干其內部，停機后使用干空氣連續吹掃其內部，使蒸汽發生器內部的濕度盡快降低至保養要求值。5.3 停（備）用發電機定子冷卻水回路的保養5.3.1 水內冷發電機組的水質控制方式影響銅的腐蝕速率的因素主要有：pH、水的溫度、溶解氧含量、水流速度和離子態雜質等。一般核電站采用的是低氧、低電導率的除鹽中性水作為冷卻介質的。因此影響銅的腐蝕速率的主要因素是溶解氧含量。根據溶解氧含量的不同，可以分為三種情況：1、貧氧（LDO），

15、溶解氧小于50ppb；2、中氧（MDO），溶解氧在50ppb2000ppb之間；3、富氧（HDO），溶解氧大于2000ppb。不同pH值下銅的腐蝕速率和氧含量之間的關系如圖3。圖3 不同pH下銅的腐蝕速率和氧含量之間的關系由圖3可知，在中性水中，氧含量在中氧區域（MDO）時，銅的腐蝕速率最快，因此在實際保養工作中應極力避免系統的氧含量處于該區域。5.3.2 保養細節5.3.2.1 壓縮空氣吹掃停機后，內冷水系統排水時盡可能排盡冷卻水。排水后使用干燥壓縮空氣吹掃線棒，盡可能干燥線棒。5.3.2.2 線棒抽真空除濕用真空泵把線棒抽至真空并保持真空度1小時以上。本措施主要利用水在高真空度下能夠氣化，

16、從而達到干燥線棒的目的，同時該操作可以使水在線棒中重新分布以增加壓縮空氣的吹掃效果，線棒抽真空和壓縮空氣吹掃交替進行可以增加干燥線棒的效果。5.3.2.3 定子線棒內冷水側氮氣保養采用氮氣保養時，應盡可能提高氮氣的純度。連續吹掃或多次抽真空注氮氣的操作目的在于徹底降低線棒內空氣含量。富氧控制機組不需使用氮氣保養。5.4 二回路其他壓力容器的保養二回路其他設備包括：汽輪機、汽水分離再熱器、凝汽器、高低加熱器、除氧器、輔助鍋爐等，其主要材質均為碳鋼，長期保養應以干保養為主。6 與現行法律、法規、政策及相關標準的協調性本標準編寫過程中參考了行業標準火力發電廠停（備）用熱力設備防銹蝕導則的部分內容。7 貫徹標準的要求本標準為行業推薦標準。8 代替或廢止現行標準的建議本標準為新編行業標準。9 采用國際標準和國外先進標準情況EDFEPRI