《核电厂二回路压力容器停用保养导则》编写说明.doc

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1、 I目 次1 范围任务来源及主要工作过程.11.1 任务来源.1 1.2 标准形成过程.12 主要编写单位和个人.12.1 主编单位.1 2.2 参编单位.2 2.3 主要编写人.23 核电站二回路压力设备停用保养的意义.24 标准编写的原则和主要内容.24.1 编写的原则.2 4.2 主要内容.35 导则内容说明.35.1 总则部分.3 5.2 停（备）用蒸汽发生器的保养.4 5.3 停（备）用发电机定子冷却水回路的保养.5 5.4 二回路其他压力容器的保养.66 与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性.67 贯彻标准的要求.68 代替或废止现行标准的建议.79 采用国际标准和国外先进标准

2、情况.71核电厂二回路压力容器停用保养导则编写说明1 范围任务来源及主要工作过程1.1 任务来源核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位。截止2011年3 月底，中国已有6座核电站13台机组投入商业运行，装机容量为1080.8万千瓦；正在建造的共28台机组， 装机容量为3087万千万，中国已成为世界上在建核电机组规模最大的国家。 核电进入规模化发展阶段之后，其设备的腐蚀防护特别是停备用期间的腐蚀防护工作将显得尤为 重要。一方面，合理的停用保养能够大幅减少设备的腐蚀，避免腐蚀引起的设备降级、损坏，节约设 备替代的成本。另一方面，减少腐蚀的产生能够提高核电站重要安全

3、设备蒸汽发生器的安全性，降低 核电站一回路放射性物质转移至二回路侧可能性，对核安全具有重大的意义。 2011年3月，中国电力企业联合会发出文件通知（标准20113号），大亚湾核电运营管理有限公 司承担核电厂二回路系统压力容器停用保养导则的编写，项目编号为：能源2011H092。1.2 本标准形成过程1.2.1 探索阶段（1994-2006 年）在本标准制定之前，大亚湾核电运营管理有限责任公司一直致力于核电站二回路容器停用保养方 面的工作探索。自从 1994 年大亚湾核电站 1#机组投产以来，大亚湾核电运营管理有限公司依据化 学与放射化学技术规范对蒸汽发生器等设备进行停用保养，此后不断完善保养方

4、法和扩大保养范围， 取得了较好的效果。1.2.2 成熟阶段（2006-2009 年）2006 年在参考我国相关电力行业标准和法国 EDF 相关保养程序的基础上，制定了核电站二回路 侧停备用热力设备保养导则 。该导则系统介绍了核电站二回路主要热力设备在停用期间的保养措施、 监督手段等等。1.2.3 固化阶段（2009 年至今）2009 年，大亚湾核电运营管理有限责任公司把停备用期间热力设备的保养细节固化到维修工作包 中，成为停备用检修期间的日常工作。2011 年 3 月份收到中电联的行业标准编写通知后，组织长期从 事此项工作的专家队伍进行开会讨论，积极调研其他核电厂和相关火电厂的做法，并参照国内

5、火电 厂和 EPRI 相关的资料，于 2011 年 11 月完成本标准的基本内容。2 主要编写单位和个人2.1 主编单位本标准由大亚湾核电运营管理有限责任公司主要负责编写，大亚湾核电运营管理有限公司自机组 商运后就开始二回路停机保养的探索和实践，在多年的实践中沉淀了丰富的实践经验。22.2 参编单位苏州热工研究院有限公司是本标准的参编单位，苏州热工研究院有限公司自 2006 年以来，一直在 大亚湾核电站、岭澳核电站从事二回路热力设备停用期间腐蚀检查和保养工作。2.3 主要编写人汪长春、李新民、姚雪鸿、郑文远、孙其良、吴迪、鲁俊东。3 核电站二回路压力设备停用保养的意义在机组大修或安装调试阶段，

6、热力设备在相当长的一段时间内处于停（备）用状态。在此期间， 环境湿汽和系统的残留水份在金属表面形成水膜，空气里的氧溶解在这些水和水膜中，从而引发热力 设备水汽侧的氧腐蚀。碳钢的氧腐蚀表现为短时间内大面积的“浮锈”，其下是腐蚀坑和蚀孔。 热力设备停用时产生的腐蚀，在机组功率运行期间有可能成为腐蚀的源点而继续腐蚀，因此，停 用期间防锈蚀保养对减少设备腐蚀、延长设备使用寿命，减少腐蚀产物迁移到蒸汽发生器具有重要意 义。另外二回路热力设备的汽侧在启机阶段无法冲洗，保养能有效减小设备腐蚀。保养效果良好的机 组在启动过程中，冲洗时间短，且在机组并网后，各相关系统水汽品质很快达到正常运行的限值或期 望值。

7、以图1为例，右上角为设备没有采取任何保养措施的大修情况，左边为同一设备在大修之后立即采 用保养措施之后的情况，从中可以反映出保养的积极意义。图 1 某容器停用保养前后情况对比4 标准编写的原则和主要内容4.1 编写的原则4.1.1 切实可行的原则本文件所列出的保养方法均是目前核电厂已经采用过的停用保养措施，方法均切实可行、有效。4.1.2 普遍性原则3每个电厂所处的环境不同，设备的材料、结构、运行方式不同，因此不同的核电厂保养不能一概 而论，本文件所介绍的方法具有普遍性，各电厂在实际应用中可以根据实际情况选用。4.2 主要内容本文件对于停用期间核电厂蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器、除氧器、换热器等

8、设备的保养方法、 控制指标、监督周期等情况进行说明，同时对水内冷发电机定子线棒的保养方式、基本要求等做了详 细介绍。对于停用期间，核电厂二回路压力设备的保养具有参考意义。5 导则内容说明5.1 总则部分5.1.1 总则部分着重介绍了核电厂停备用期间二回路压力容器保养的方式、实施过程、监督评价等内 容，对保养工作做总体介绍说明。5.1.2 保养方式核电机组由于其自身的安全要求更高，因此本文件推荐采用更为严格的方式来进行停备用二回路 压力容器的保养工作，主要保养手段有：清洁金属表面、控制湿度、氮气保养、保养液保养、维持运 行水质。5.1.2.1 清洁金属表面设备开口后，如果不做任何处理，碳钢设备在

9、短时间内可以形成大面积的浮锈，因此在具备条件 后，要尽快清理金属表面的浮锈、沉积物和积水，保持金属表面的清洁，减少腐蚀现象的发生。5.1.2.2 降低容器内相对湿度金属表面的湿度对腐蚀速度影响很大，一般来说，金属受大气腐蚀的临界湿度为45%-75%左右。核 电站二回路压力容器的主要材质为碳钢，当空气相对湿度高于临界值60% ，碳钢的腐蚀速度急剧增大， 高相对湿度（60%-100%）下碳钢的腐蚀速度是低相对湿度（30%-55%）下的100-1000倍。因此减低容器 内相对湿度具有重要的意义。 小容器持续通干燥的空气进行保养，除湿效果良好；对于空间较大的容器，优先使用风机鼓风干 燥，当环境湿度较大

10、时辅助通干燥的空气进行保养。 放置硅胶干燥剂进行保养作为一种备用手段，使用时必须用布袋把变色硅胶装好，定期检查硅胶 失效情况，设备投运前必须把硅胶全部取出。 干燥的压缩空气对于二回路压力容器的保养具有重要的作用，各电站应尽可能具备足量的干压缩 空气生产能力。5.1.2.3 充氮气保养氮气化学性质稳定，在常温下和其他物质较难发生化学反应，因此在需要保养的容器内充满氮气 可以有效的降低金属氧腐蚀。但是，在密闭的空间大量使用氮气有人员窒息风险，因此作业现场的氮 气使用需要严格控制，必须做好安全防护措施。5.1.2.4 保养液4保养液一般由碱化剂和联氨组成，因为联氨具有碱性，因此也可以由联氨单独保养，

11、但是联氨具 有一定的毒性，受环境排放的限制，一般不建议单独作为保养液使用。 由铁的腐蚀电势-pH关系可知，将pH提高到大于9之后，铁被氧化成Fe2O3或Fe3O4，形成致密的氧化 膜，可以保护里面的铁不被进一步氧化，形成钝化区。因此，在停备用期间适当地提高pH值可以有效 的降低金属腐蚀的速率。 高浓度的联氨在常温下能够除去水中的溶解氧并维持容器内的还原性环境，降低氧腐蚀的速率。图 2 铁的腐蚀电势-pH 图5.1.2.5 维持运行水质正常运行水质的氧含量极低，pH较高，各种杂质含量较低，二回路压力容器的腐蚀速率低，因此 在条件许可的情况下，维持运行水质是停备用期间容器保养的较佳方式。5.2 停

12、（备）用蒸汽发生器的保养5.2.1 保养方式为保证蒸汽发生器安全可靠运行，在蒸汽发生器停（备）用期间，必须采取有效的保养措施，以 避免蒸汽发生器及其传热管发生锈蚀。停（备）用期间蒸汽发生器的保养方法的选择，应根据蒸汽发 生器的结构、材料、所处的状态、停用期限的长短、周围环境温度、湿度和保养方法本身的工艺要求 来确定。保养方式一般有两种：湿保养和干保养。5.2.2 蒸汽发生器湿保养5.2.2.1 保养液的组成和浓度湿保养是普遍采用的蒸汽发生器的保养方式。一般采用充碱化液和联氨进行保养，不同的蒸汽发 生器内部构件材料采用不同的碱化剂浓度。 采用因科镍材料作为传热管的蒸汽发生器，湿保养应维持联胺浓度

13、大于50ppm，pH值应大于9.8， 考虑到对环境的影响, 联氨浓度最高不宜超出450ppm，具体的保养液浓度应该根据停用保养的时间长 短来确定，应该综合保养效果和环境保护两方面的因素。 采用不锈钢材质作为传热管的蒸汽发生器，湿保养时以控制保养液的pH为主，pH值应不低于 10.5。如果停运时间较短，可以采用充除盐水的方式进行保养。55.2.2.2 湿保养要求a)为最大限度减少腐蚀，蒸汽发生器检修工作完成之后应尽快实施蒸汽发生器湿保养。 b)为了提高联氨的保养效果，开始湿保养时，蒸发器宜充入氧含量小于 100ppb 的除盐水，充水 的同时加入相应的保养试剂。 c)对于立式蒸汽发生器，为增加保养

14、效果，如现场条件许可，在保养液达不到的上部区域采用 微正压的氮气保养，氮气压力不低于 0.03Mpa（表压）。 d)对于卧式蒸汽发生器，保养液应充满整个蒸汽发生器内部空间。 e)加保养液过程中，应保证蒸发器内保养液的浓度均匀，可在蒸发器充水的同时加入保养试剂。f)保养液取样分析时，应在蒸发器的不同部位取样分析，以检查其均匀性。5.2.3 蒸汽发生器的干保养当蒸汽发生器长期处于停备用状态时，蒸汽发生器应采用干保养方式，干保养时在停机过程中应 利用蒸汽发生器的余热来烘干其内部，停机后使用干空气连续吹扫其内部，使蒸汽发生器内部的湿度 尽快降低至保养要求值。5.3 停（备）用发电机定子冷却水回路的保养

15、5.3.1 水内冷发电机组的水质控制方式影响铜的腐蚀速率的因素主要有：pH、水的温度、溶解氧含量、水流速度和离子态杂质等。一般 核电站采用的是低氧、低电导率的除盐中性水作为冷却介质的。因此影响铜的腐蚀速率的主要因素是 溶解氧含量。 根据溶解氧含量的不同，可以分为三种情况：1、贫氧（LDO），溶解氧小于50ppb；2、中氧 （MDO），溶解氧在50ppb2000ppb之间；3、富氧（HDO），溶解氧大于2000ppb。不同pH值下铜的腐 蚀速率和氧含量之间的关系如图3。图 3 不同 pH 下铜的腐蚀速率和氧含量之间的关系由图3可知，在中性水中，氧含量在中氧区域（MDO）时，铜的腐蚀速率最快，因此

16、在实际保养工 作中应极力避免系统的氧含量处于该区域。5.3.2 保养细节5.3.2.1 压缩空气吹扫停机后，内冷水系统排水时尽可能排尽冷却水。排水后使用干燥压缩空气吹扫线棒，尽可能干燥 线棒。5.3.2.2 线棒抽真空除湿6用真空泵把线棒抽至真空并保持真空度 1 小时以上。本措施主要利用水在高真空度下能够气化， 从而达到干燥线棒的目的，同时该操作可以使水在线棒中重新分布以增加压缩空气的吹扫效果，线棒 抽真空和压缩空气吹扫交替进行可以增加干燥线棒的效果。5.3.2.3 定子线棒内冷水侧氮气保养采用氮气保养时，应尽可能提高氮气的纯度。连续吹扫或多次抽真空注氮气的操作目的在于彻底 降低线棒内空气含量。 富氧控制机组不需使用氮气保养。5.4 二回路其他压力容器的保养二回路其他设备包括：汽轮机、汽水分离再热器、凝汽器、高低加热器、除氧器、辅助锅炉等，其 主要材质均为碳钢，长期保养应以干保养为主。6 与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性本标准编写过程中参考了行业标准火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则的部分内容。7 贯彻标准的要求本标准为行业推荐标准。8 代替或废止现行标准的建议本标准为新编行业标准。9 采用国际标准和国外先进标准情况EDF EPRI