安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法

摘要

本发明涉及一种安全壳进出口隔离阀组密封性试验方法，包括如下步骤：确认需进行密封性试验的进出口隔离阀组；在安全壳内封闭回路上设置加压接口；从加压接口对进出口隔离阀组的一侧进行打压；在安全壳内回路上设置支路泄漏途径；在支路上依次设置对空接口和支路隔离阀；执行密封性试验，进行泄漏率计算。本发明的试验方法，能够检测安全壳进出口隔离阀组的密封性是否满足要求；结构简单，实用性强。

说明书

技术领域

本发明属于密封试验领域，具体涉及一种安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法。

背景技术

压水堆核电厂中，燃料包壳、一回路压力边界和安全壳构成了核电厂放射性物质屏蔽的三道屏障，其中安全壳是核电厂防止放射性物质释放的第三道屏障，也是最后一道屏障。在核电厂发生事故如一回路管道破口时将排放到安全壳内的质能释放以及相应的放射性物质包容在安全壳内，防止放射性物质向安全壳外大气释放，保护厂内工作人员和厂外公众免遭放射性危害。

第三道安全屏障包括内表面带有钢密封衬里的预应力混凝土建筑物、二回路水汽部分位于安全壳内管道、安全壳隔离系统等。其中安全壳隔离系统包含所有的安全壳隔离阀，事故下根据放射性屏蔽要求进行关闭。

上述安全壳隔离阀在电厂调试、正常运行期间需要对阀门的泄漏率进行打压试验，以检验阀门的密封性，为此在系统设计时需要设置相应的试验接口。对不同的安全壳隔离阀，传统的压水堆核电厂密封性试验方法有压力降低法、流量法等；根据试验方法的不同，相应的试验配置及相应的系统设计也有所区别。针对介质为气体的安全壳贯穿件隔离阀可以采用压力衰减法，试验时将隔离阀所在管道充以一定的气体，随着阀门泄漏，压力逐渐降低，利用压力变化得到隔离阀的泄漏率。

针对管道中介质是气体或液体的安全壳贯穿件隔离阀，其密封性定期试验主要采用流量法，又细分为泄漏回收测量法、补给测量法、较差测量法，试验时通过不断补充气体或液体流量，使试验系统内压力(一般为安全壳设计压力)保持恒定，利用测得的流量得到阀门泄漏率。

采用流量法进行试验时需要使用泄漏回收瓶、试验瓶或转子流量计。其中试验瓶用以对液体介质加压至安全壳设计压力值，同时测量泄漏的总的液体体积，泄漏回收瓶用于液体介质，用以测量回收到的液体体积；转子流量计用于气体介质，用以测量补充或回收到的气体体积；其试验配置如图4所示，为简化起见，后续谈及的安全壳贯穿件隔离阀都假设流经阀门的介质均为液体，对于采用气体介质的隔离阀，除流量测量装置不同外，试验方法和采用液体介质的隔离阀相同。

针对液体介质的不同流量测量方法说明见下表：

①通过加压接口可以加压，同时可给出总的泄漏量。

②阀门泄漏量除以△t(指试验保压时间，一般为0.5h)即为阀门泄漏率。

③第一步得到阀门A的泄漏率，第二步得到阀门A+C的泄漏率，进而得到阀门C的泄漏率

随着对核电厂安全要求的提高，设置有一系列采用自然循环等原理的非能动系统，这对上述传统能动型核电厂采用的密封性试验方法提出了挑战。

传统安全壳隔离阀密封性试验时，要将边界阀门关闭，以防止其他流体流入或需回收的流体不可控流失，为此，要求在安全壳隔离阀所在管道上设置隔离阀。一般的机械系统中为了在线、维修等原因会设置有相关(手动、自动)阀门，以满足运行、检修等的要求。安全壳隔离试验时，可以借助上述阀门对试验边界进行隔离。

但对如下(但不限于)回路，如图5所示：

1.是安全壳内封闭回路

2.封闭回路设置有进口、出口隔离阀

3.除此之外主管道上无其他隔离设备

安全壳隔离阀进行密封性试验时，如果采用泄漏回收法(以图5中001VD为例)，需要在001VD下游增加隔离阀；采用流量补偿法也需要在001VD下游增加隔离阀；采用较差法需要在001VD、002VD之间的主管道上增加隔离阀，且需要在001VD下游也需要增加隔离阀。由于主管道上缺少相应的隔离阀，因此传统的流量法都无法直接应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法，该方法无需增加隔离阀，就能够检测隔离阀组的密封性是否满足安全准则的要求；简单可靠，实用性强。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法，包括如下步骤：

a、确认需进行密封性试验的隔离阀组；

b、在安全壳内封闭回路上设置用于向隔离阀组的一侧打压加压接口；

c、确认封闭回路上支管的泄漏途径；

d、在支管上设置对空接口及支管隔离阀；

e、执行密封性试验。

进一步，在步骤b中，所述隔离阀组的另一侧通大气或维持带压状态。

进一步，在步骤b中，所述加压接口上设有用于测量泄漏总量的加压装置。

进一步，在步骤d中，所述对空接口上设有支管泄漏回收装置。

进一步，在步骤e中，试验结束，对所述隔离阀组的泄漏率进行计算。

进一步，如果泄漏率的结果满足要求，试验结束；如果泄漏率的结果不满足要求，对隔离阀组进行检查、检修，然后返回e步骤，重新试验。

本发明的有益技术效果在于：

(1)对安全壳内封闭回路上进口、出口安全壳隔离阀作为阀组进行密封性检测，提高了密封性试验速度；

(2)通过安全壳隔离阀非加压侧通大气或维持带压状态，可以避免外部压力对密封性试验的影响；

(3)通过在支管上设置对空接口，可以回收支管上泄漏流体，避免在主管道上增加隔离阀，优化了系统性能。

(4)通过上述密封性试验，有效地满足了新型非能动系统密封性试验的要求。

附图说明

图1是本发明隔离阀组密封性试验方法的流程图；

图2是本发明隔离阀组密封性试验回路的结构示意图；

图3是安全壳冷却系统回路的流程图；

图4是现有技术流量法试验配置简图；

图5是现有技术安全壳进出口隔离阀组的结构示意图。

图中：

1-安全壳2-换热水箱3-换热器4-加压接口

5、6-对空接口

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1、2所示，是本发明提供的安全壳封闭回路上安全壳进、出口隔离阀组密封性试验方法，该方法可对安全壳进出口隔离阀组密封性进行检测，确保隔离阀组密封性满足泄漏率要求，避免核电厂在发生事故时，由于隔离阀不符合要求，而导致放射性物质向安全壳外大气释放，影响厂内厂外人员的安全。具体试验方法如下：

1)确定待测的隔离阀组

试验时，不再要求得到单个隔离阀的泄漏率，而是将进、出口隔离阀002VD、001VD作为一个隔离阀组进行密封性试验。由于安全壳整体泄漏率是唯一需强制执行的安全准则，只要隔离阀组的泄漏率低于隔离阀组管径(001VD隔离阀、002VD隔离阀管径相加)对应的泄漏率限值，就可以满足安全准则的要求。

2)安全壳隔离阀选型，选型时避免、降低隔离阀上游/下游压力对密封性试验的影响

采用传统流量法进行试验时，由于边界都可以有效隔离，因此安全壳隔离阀承受的外部压力都可以消除。但对壳内封闭回路，由于隔离阀门的缺少，需要考虑外部压力的影响。

在进行隔离阀密封性时，从壳内对001VD隔离阀、002VD隔离阀打压，同时001VD隔离阀、002VD隔离阀非打压侧一般情况下要求通大气，以避免外部压力影响密封性试验结果。但是在001VD隔离阀、002VD隔离阀左侧带压导致密封性试验结果更保守时，可以维持带压状态，而不需要排空。如安全壳隔离阀采用闸阀，当对闸阀从右侧加压时，阀门左侧带压时的密封性比阀门左侧通大气时的密封性差，相应的测得的泄漏率更为保守，此时考虑到运行的便利性，阀门左侧可以维持带压状态。

此条款总结如下：

(a)安全壳内封闭回路上安全壳隔离阀进行密封性试验时需要考虑隔离阀承受的外部压力对密封性试验的影响；

(b)一般情况下要求安全壳隔离阀非打压侧通大气；

(c)如(b)条款较难满足，则应选取特定类型的安全壳隔离阀来避免或降低外部压力对密封性试验的影响。

3)设置加压接口

加压接口4要求布置在安全壳内封闭回路管线上，以从安全壳内对隔离阀进行加压，同时在加压接口上设置加压装置，测量泄漏总量。

4)设置对空接口

001VD隔离阀、002VD隔离阀的泄漏无法直接测量，为此间接地通过如下方法进行测量，即：安全壳隔离阀组泄漏量＝泄漏总量-通过其他途径的泄漏

为此需要收集通过其他途径可能的泄漏，对空接口需要设置在相应的可能的泄漏途径上，对空接口上设有泄漏收集装置，用以收集泄漏量。

其他可能途径的泄漏包括非主管道上的阀门，如003VD疏水阀、004VD疏水阀或主管道上换热器3等设备，如图3所示。通过疏水阀的泄漏可以通过在疏水阀下游新增隔离阀005VD、006VD及对空接口5、6，准确地收集通过上述疏水阀的泄漏，如图2所示。通过换热器3的泄漏一般很小，可以忽略不计，微小的泄漏量会计入安全壳隔离阀的泄漏中，试验结果更为保守。

5)执行泄漏率试验及泄漏率计算

1-4步完成后，执行密封性试验，试验时将所有相关隔离阀关闭，通过加压接口4进行打压，并收集总泄漏量，通过对空接口5、6回收通过其他途径的泄漏量，试验期间保压0.5小时。

泄漏率计算方法如下：

安全壳隔离阀泄漏率＝[泄漏总量-通过其他途径的泄漏量]/△t

其中：△t为试验期间保压时间。

根据安全壳泄漏率准则，检查隔离阀泄漏率是否满足要求，如不满足要求，需对阀门进行检查、维修后重新进行试验，直至满足安全准则的要求。

为使本发明更加清楚明白，现以某堆型非能动安全壳冷却系统PCS为例进行说明。

如图2、3所示，该系统在安全壳1内的回路上设有换热器3，在安全壳1外的回路上设有换热水箱2，该系统在严重事故情况下带出安全壳内热量，以非能动方式冷却安全壳，系统可配置若干水箱与换热器3。严重事故时启动该系统，换热器3处冷水被壳内空气加热，在重力驱动下回路开始自然循环，冷水经002VD隔离阀流入换热器3，被安全壳加热后经001VD隔离阀返回换热水箱2。

确定安全壳隔离阀组：

PCS系统壳内管线满足安全壳内封闭回路的要求，可以在安全壳外进出口各设置一个隔离阀，密封性试验对象为安全壳隔离阀组001VD隔离阀和002VD隔离阀。

确认阀门类型及隔离阀上游/下游压力对密封性试验的影响：

本实例中，001VD隔离阀和002VD隔离阀，为楔紧型平行双闸板闸阀，001VD隔离阀和002VD隔离阀左侧正常运行时承受换热水箱2中水压，由于闸阀的特性，在密封性试验时，换热水箱2可以不排空，相应的密封性试验结果更为保守。

设置加压接口：

在安全壳1内封闭回路管线上设置加压接口4，通过加压接口4进行加压并可获得泄漏总量。

确认支管泄漏途径：

打压时，除001VD隔离阀和002VD隔离阀外，可能的泄漏途径为003VD疏水阀、004VD疏水阀和换热器3，由于换热器3为安全级，且设备的水质、保养条件较好，试验时打压压力≤0.6MPaabs，压力较低，且在换热器3设计压力范围内，因此通过换热器3的泄漏可以忽略，可能的微量泄漏计入隔离阀泄漏中。

除此之外003VD疏水阀和004VD疏水阀，需要设置对空接口。

设置对空接口及隔离阀：

在003VD疏水阀和004VD疏水阀的下游设置隔离阀005VD隔离阀和006VD隔离阀，且005VD隔离阀、006VD隔离阀和其他疏水管道隔离，并在003VD疏水阀和005VD隔离阀之间设置对空接口5，在004VD疏水阀和006VD隔离阀之间设置对空接口6，每个对空接口设置泄漏回收瓶，以准确地收集通过支管的泄漏。

执行密封性试验及泄漏率计算：

对001VD、002VD隔离阀组进行密封性试验，试验时关闭隔离阀001VD-006VD，通过加压接口加压并获得总泄漏量Qt，通过对空接口连接泄漏回收瓶并收集通过003VD疏水阀、004VD疏水阀泄漏的流量Qr1、Qr2，试验时保压0.5小时。

隔离阀组泄漏率Q＝(Qt-Qr1-Qr2)/0.5

001VD隔离阀、002VD隔离阀泄漏率限值与隔离阀001VD+002VD管径成正比，系数根据安全壳总的泄漏率限值和安全壳隔离阀总管径确定。根据上述比例系数与001VD隔离阀、002VD隔离阀管径之和确定泄漏率限值，并与测得的泄漏率比较，如低于泄漏率限值即可以满足要求，否则需检查系统、设备，并对隔离阀组进行必要的检修，并重新执行密封性试验，直至试验结果满足限值要求。

本发明的安全壳封闭回路上进出口隔离阀组密封性试验方法，并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。