蒸汽發(fā)生器是核電站連接一回路與二回路的熱交換設(shè)備，保持蒸汽發(fā)生器正常運行是保證整個核電站正常運行中不可或缺的一環(huán)，故對其一些重要參數(shù)的測量便顯得尤為重要。根據(jù)核電站運行要求，蒸汽發(fā)生器的水位、蒸汽流量、給水和蒸汽壓力都需要進(jìn)行測量，并應(yīng)用于反應(yīng)堆的保護。

蒸汽發(fā)生器的蒸汽流量通過主蒸汽系統(tǒng)(VVP系統(tǒng))進(jìn)行測量。對于蒸汽發(fā)生器的蒸汽流量Qv，用差壓變送器測量蒸汽發(fā)生器上封頭和位于限流器下游蒸汽管道兩測點之間的壓差△P，并考慮蒸氣密度的變化，由蒸汽壓力測量值進(jìn)行修正后得出。

1、主蒸汽流量測量方案及問題的提出

根據(jù)核電站主蒸汽系統(tǒng)的工藝流程和要求，每臺蒸汽發(fā)生器設(shè)置兩臺蒸汽流量變送器，用于蒸汽發(fā)生器蒸汽流量的測量，對應(yīng)儀表如表1所示。

主蒸汽流量測量方案如圖1所示，儀表的高壓側(cè)引自蒸汽發(fā)生器液位測量儀表，與其共用高壓側(cè)測點，低壓側(cè)引自主蒸汽管道，由于測量介質(zhì)為高溫高壓的主蒸汽，所以在儀表的高低壓側(cè)均設(shè)有冷凝罐(高壓側(cè)屬于液位測量儀表)，冷凝罐的主要作用是將來自主蒸汽管道的高溫主蒸汽進(jìn)行降溫，并在電站運行過程中，液位高度保持恒定，從而使流量計高低壓側(cè)的壓力測量值與主蒸汽壓力值保持固定的差值，從而能夠通過流量計的數(shù)值得出主蒸汽流量的數(shù)值。

在原有設(shè)計方案中，冷凝罐的頂部設(shè)置有對空管，對空管采用堵頭封堵，在儀表運行前需要通過對空管向冷凝罐進(jìn)行補水，使冷凝罐至儀表間的管道中充滿水，運行過程中則不需要在進(jìn)行補水。

在核電站投入運行后，運行人員提出在電站熱態(tài)檢修期間，堵頭由于熱脹冷縮脹緊在對空管中，致使冷凝罐內(nèi)部壓力無處釋放，如果敲擊堵頭容易導(dǎo)致堵頭飛出傷人，還有可能落入換料水池中。存在安全隱患，提出設(shè)計改進(jìn)。

2、改造方案的提出和優(yōu)化

通過工程設(shè)計人員和運行人員的溝通，提出在冷凝罐對空管增加截止閥，用于在檢修期間冷凝罐內(nèi)高溫蒸汽的排出。

根據(jù)儀表及儀表管道的等級要求，新增截止閥的型號為1VL22，3/8”ODx 3/8”OD SWAGE 1500LB波紋管密封儀表閥，材質(zhì)為316L不銹鋼，安全等級為2，RCCM－2級，抗震等級為1I，質(zhì)保等級為Q1。

初步方案為在冷凝罐對空管上直接安裝截止閥，設(shè)計人員經(jīng)過力學(xué)分析后認(rèn)為由于新增閥門重量(1.5KG)較大，地震情況下對儀表管的影響較大，無法滿足抗震要求，提出改進(jìn)案。

改進(jìn)方案為在初步方案的基礎(chǔ)上，依托現(xiàn)有冷凝罐支架，增加閥門支撐，減少閥門對儀表管的影響。設(shè)計人員據(jù)此進(jìn)行了相應(yīng)的支撐設(shè)計并進(jìn)行了力學(xué)分析，但是仍無法通過抗震計算，閥門的加速度無法滿足核電站的抗震要求。

針對新增閥門加速度偏大的問題，分析認(rèn)為主要有兩個原因：

1)新增閥門重量較大，且重心偏移量較大，對加速度的計算產(chǎn)生了影響。

2)由于冷凝罐支架生根于主蒸汽管道，地震條件下，主蒸汽管道本身加速度較大，冷凝罐支架及新增支架的加速度就在此基礎(chǔ)上增加很多，超出了核電站的要求。

經(jīng)過對冷凝罐現(xiàn)場布置情況的了解后，設(shè)計人員*終提出將新增加截止閥安裝于冷凝罐附近的結(jié)構(gòu)墻體上，設(shè)計單獨的支架，延長對空管至截止閥。經(jīng)過力學(xué)分析，此方案能夠滿足抗震要求。

3、冷凝罐對空管改造方案

新增截止閥根據(jù)冷凝罐現(xiàn)場布置情況就近安裝在結(jié)構(gòu)墻體上，由于需要滿足抗震要求，對空管需要采取增加膨脹彎的形式，以增加抗震性能，如圖2所示(以1XXP001MD為例)。

圖2中，3為新增截止閥，由于新增截止閥及冷凝罐均自帶一段3/8”OD 的儀表管，因此需要采用管接頭(編號2)與新增管道連接。

對空管末端仍采用堵頭進(jìn)行封堵。

根據(jù)測量介質(zhì)要求，對空管保持至少2%的坡度，對空管各直管段的長度均通過力學(xué)計算分析得出。對空管及截止閥上相應(yīng)的標(biāo)識CB/BV為支架的約束形式。

不同儀表的冷凝罐對空管根據(jù)現(xiàn)場布置情況和對應(yīng)主蒸汽管道的地震條件下的加速度情況的不同在上述方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。

4、支架改造方案

根據(jù)改造后對空管對支架的要求，對空管膨脹彎部分的需在原冷凝罐支架的基礎(chǔ)上增加，其他支架則需單獨設(shè)置，生根于結(jié)構(gòu)墻體上。

冷凝罐及對空管支架改進(jìn)方案如圖3所示。

圖3中云線部分為新增支架，用于對空管的支撐。原冷凝罐支架主要用于冷凝罐及原儀表管的支撐，新增支架對原支架未作修改，僅根據(jù)對空管的需要，在原支架橫向支架的基礎(chǔ)上，采用槽鋼增加了對空管的兩個支撐點，對于不同的支撐點約束要求，采取了不同的支撐點設(shè)計方案，如表2所示。

截止閥1VL22原安裝支架能夠滿足抗震要求，無需進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)。

本文針對核電站蒸汽發(fā)生器蒸汽流量計量儀表在運行及檢修過程中遇到的冷凝罐排氣問題，提出了在對空管增加截止閥的改進(jìn)方案，并進(jìn)行了進(jìn)一步的分析和改進(jìn)，*終確定了改進(jìn)方案，并通過抗震計算驗證了改進(jìn)方案的可行性，對后續(xù)新建核電站相關(guān)設(shè)計具有一定的指導(dǎo)意義。