重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法与流程

1.本发明属于重水堆核电站燃料通道领域，具体涉及一种重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法。


背景技术：

2.现有的重水堆机组的堆芯是由380根水平布置的燃料通道组成，每根燃料通道两端分别通过主热传输支管与主热传输集管相连(如图1所示)。此种布置特点是横向布置的燃料通道，与端面密布的主热传输支管呈纵横交错。燃料通道本身会因为辐照而发生轴向伸长，另外受相连主热传输支管的作用力，燃料通道端部件会延径向倾斜；同时，主热传输支管受自身重力影响会发生沉降。共同作用下，不可避免的会出现部分主热传输支管与其相邻燃料通道的端部件或定位组件轭卡之间间隙减小甚至发生接触的情况。由于主热传输支管是一回路主热传输系统的重要压力边界，如果主热传输支管被端部件或定位组件磨破，将导致主系统重水泄露，发生loca事件。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种重重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法，它能够有效的避免因主热传输支管被磨破发生loca事件。
4.本发明的技术方案如下：重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法，包括如下步骤：
5.步骤1：使用内窥镜和长柄卡规检查间隙；
6.步骤2：当间隙小于3.18mm时，启动评估流程；
7.步骤3：如果通过步骤2评估间隙会进一步减小，则进行干预。
8.所述的步骤1中所用的卡规为5mm、3.18mm两种规格。
9.所述的步骤1中当间隙》5mm间隙正常，当5mm》间隙》3.18mm继续观察，当间隙《3.18mm进行评估。
10.所述的步骤2中包括以下几种情况，
11.当小间隙出现在主热传输支管下沿与燃料通道端部件上部或者燃料通道定位组件上部，干预措施如步骤3干预方式3；如有悬臂吊架则检查悬臂吊架的管夹与主热传输支管下端是否有间隙，如有间隙，干预措施如步骤3干预方式1；
12.当小间隙出现在主热传输支管外侧与燃料通道定位组件轭卡内侧，不需要干预；
13.当小间隙出现在主热传输支管内侧与燃料通道定位组件轭卡外侧，干预措施如步骤3干预方式2；
14.当小间隙出现在主热传输支管3-6点位置或者6-9点位置与燃料通道定位组件轭卡内侧或者外侧，此种情况结合上述3种情况，确定是否干预以及使用的干预方式；
15.上述4种情况中，如果主热传输支管与燃料通道端部组件或者定位组件轭卡已经接触，则直接执行步骤3中的干预方式2或干预方式3，具体根据接触的实际位置确定干预方
式。
16.所述的步骤3中干预方式包括：
17.干预方式1：通过旋紧主热传输支管悬臂吊架的拉杆螺栓，消除管夹与主热传输支管下沿的间隙，以限制主热传输支管进一步下沉。
18.所述的步骤3中干预方式包括：
19.干预方式2：拆除燃料通道自由端的定位组件轭卡。
20.所述的步骤3中干预方式包括：
21.干预方式3：通过物理隔离的方式在主热传输支管上安装防磨垫，安装位置在小间隙或者已经发生接触的地方，将主热传输支管与燃料通道端部件或者燃料通道定位组件轭卡隔开，避免碰磨。
22.本发明的有益效果在于：通过安装防磨垫，将主热传输支管与燃料通道端部件或者定位组件轭卡物理隔开，即使后续运行中发生摩擦或者磕碰，主热传输支管本身不会受到破坏，定期检查防磨垫情况，可以消除主热传输支管在端面发生磨损导致破裂的可能性；通过拆除定位组件轭卡，彻底消除了主热传输支管与定位组件轭卡接触的可能性；根据具体每根主热传输支管的支架情况，评估间隙不会进一步减小，通过定期检查间隙，可以消除主热传输支管在端面发生磨损导致破裂的可能性。通过以上小间隙处理专利的应用，确保了重水堆一回路压力边界的完整性。
附图说明
23.图1为端面布置示意图；
24.图2为主热传输支管与燃料通道端部件间隙示意图；
25.图3为本发明所提供的重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法流程图；
26.图4为防磨垫安装示意图。
27.图中，1燃料通道端部件,2主热传输支管，3悬臂吊架，4防磨垫。
具体实施方式
28.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
29.本发明提供了一种解决现有的重水堆机组主热传输支管与相邻燃料通道端部件或者定位组件轭卡之间小间隙问题的解决方法，通过评估、调整支吊架、轴向移动通道、拆除定位组件轭卡或加装防磨垫等技术手段，消除主热传输支管与燃料通道端部件或定位组件轭卡发生接触导致磨损破裂的可能性，确保一回路压力边界完整。
30.在反应堆端面检查中，如发现主热传输支管与燃料通道端部件或定位组件轭卡之间间隙小于设计要求(端面上部通道最小间隙要求大于等于3.8mm，下部通道最小间隙要求大于等于5mm，如图2所示)，则启动小间隙处理流程。
31.如图3所示，重水堆机组给水支管与燃料通道小间隙问题处理的方法，包括如下步骤：
32.步骤1：通过配合使用内窥镜和长柄卡规检查间隙，所用的卡规为5mm、3.18mm两种规格，当间隙》5mm间隙正常，当5mm》间隙》3.18mm继续观察，当间隙《3.18mm进行评估；
33.步骤2：当间隙小于3.18mm时，立即启动评估流程，针对小间隙出现的位置不同，评估内容有差异，具体如下：
34.小间隙出现在主热传输支管下沿(6点方向)与燃料通道端部件上部或者燃料通道定位组件上部：此种情形只有主热传输支管继续下沉才有接触的可能，因此只需要确认该主热传输支管是否会继续下沉。方法是检查该主热传输支管下半段水平位置是否有悬臂吊架，如没有则可以确定随着机组运行，该主热传输支管会进一步下沉，即间隙会进一步减小，因此需干预，干预措施如步骤3干预方式3；
35.如有悬臂吊架则检查悬臂吊架的管夹与主热传输支管下端是否有间隙，如没有间隙则可以确认该主热传输支管不会再进一步下沉，如有间隙则可以调整支架消除间隙确保该主热传输支管再没有下沉空间，干预措施如步骤3干预方式1；
36.小间隙出现在主热传输支管外侧(3点方向)与燃料通道定位组件轭卡内侧：此种小间隙出现在水平方向，因此主热传输支管下沉不会导致间隙进一步减小，只需要考虑燃料通道由于辐照蠕变导致的轴向位移(水平方向)情况。因为燃料通道受到辐照后会出现轴向伸长，即燃料通道的自由端会向外发生位移，该位置的间隙会随着通道伸长而增大；而固定端因为轴向固定则不会发生轴向位移，间隙不会再变化。此情况间隙均不会进一步减小，因此不需要干预；
37.小间隙出现在主热传输支管内侧(9点方向)与燃料通道定位组件轭卡外侧：此种情况与情况2类似，但因为出现在燃料通道定位组件轭卡外侧，所以燃料通道自由端的轴向伸长就会导致间隙进一步减小或者甚至接触，因此需要立即干预，干预措施如步骤3干预方式2，而燃料通道固定端则同样因为不会发生轴向位移，所以不需要干预。
38.小间隙出现在主热传输支管3-6点位置或者6-9点位置与燃料通道定位组件轭卡内侧或者外侧：此种情况需要结合情况1、2、3综合考虑是否干预和具体使用哪种干预方式。
39.上述4种情况中，如果主热传输支管与燃料通道端部组件或者定位组件轭卡已经接触，则直接执行步骤3中的干预方式2或干预方式3，具体根据接触的实际位置确定干预方式。
40.步骤3：如果通过步骤2评估间隙会进一步减小，则需要进行干预，主要干预方式包括：
41.干预方式1：通过旋紧主热传输支管悬臂吊架的拉杆螺栓，来消除管夹与主热传输支管下沿的间隙，以限制主热传输支管进一步下沉；
42.干预方式2：拆除燃料通道自由端的定位组件轭卡；
43.干预方式3：通过物理隔离的方式在主热传输支管上安装防磨垫，安装位置在小间隙或者已经发生接触的地方，将主热传输支管与燃料通道端部件或者燃料通道定位组件轭卡隔开，避免碰磨；
44.干预方式4：解锁该燃料通道的固定端，此时该通道两端均不受水平方向限制，通过使用专用工具，将相邻两个燃料通道作为支点，沿轴向推动该通道以增大间隙至大于3.15mm。此方法可以缓解间隙过小或者接触问题，但实际操作中，前三种干预方式已经基本可以消除小间隙问题，同时此方法操作困难，因此一般尽量避免使用。
45.如图1所示，端面设备布置情况简图。主热传输支管在端面部分主要是水平和垂直布置。小间隙问题出现的位置主要与主热传输支管布置情况和通道伸长情况有关。如主热
传输支管与燃料通道端部件的小间隙问题，基本都出现在主热传输支管水平段与其下方燃料通道端部件之间，主要原因就是主热传输支管自身沉降；主热传输支管与定位组件轭卡之间小间隙问题，在主热传输支管竖直段或水平段与其相邻定位组件轭卡之间均有可能发生，主要原因是燃料通道轴向伸长，且由于每个通道的伸长速率不同导致的通道之间伸长量不同。
46.由于小间隙问题出现在反应堆端面，属于高剂量区域，因此处理方式也依据alara(辐射防护最优化)原则，处理方式按照现场干预的复杂程度依次为不处理、简单干预、拆除定位组件轭卡和安装防磨垫的顺序。具体实施方式如下：
47.1、不处理：
48.当主热传输支管与燃料通道自由端的定位组件轭卡内侧出现小间隙问题时，由于通道还会向外伸长，因此可以直接判断间隙会增大，不需要处理；当主热传输支管与燃料通道端部件或者燃料通道固定端之间出现小间隙问题时，需要进一步检查该主热传输支管在端面是否有悬臂吊架支撑(图1)，如有，则检查吊架是否与主热传输支管下部之间仍有间隙，如果没有间隙，则认为该主热传输支管水平段再没有下降的空间，因此小间隙情况不会进一步恶化，不需要处理。
49.2、简单干预：
50.第一步中，如发现悬臂吊架与主热传输支管下部仍有间隙，则调整吊架，使吊架与该主热传输支管下部完全接触，消除该主热传输支管水平段下降空间。后续该主热传输支管垂直段仍会有一定下沉，以悬臂吊架为支点由于杠杆现象，水平段将会有所抬升，间隙会少量增大；另外，根据相邻通道轴向伸长情况和相邻通道之间主热传输支管的空间情况，如果空间允许，可以通过将相关燃料通道沿轴向适量的移位，以增大间隙。
51.3、拆除定位组件轭卡：
52.当发现主热传输支管与燃料通道自由端定位组件轭卡的外侧出现小间隙问题时，由于通道会继续向外伸长，因此认为未来某一时间主热传输支管与该定位组件轭卡必然会发生接触。考虑到燃料通道的定位组件轭卡仅在通道固定端实现轴向定位功能，因此，当发现该自由端存在小间隙问题后，可以通过直接拆除定位组件轭卡，以彻底消除主热传输支管被定位组件轭卡磕碰的可能性。
53.4、安装防磨垫：
54.如图3所示，当发生以下两种情况时必须通过安装防磨垫的物理隔离手段，避免主热传输支管被磨破。一种情况是检查时发现主热传输支管已经与相邻定位组件轭卡或者燃料通道端部件发生接触；另一种情况是通过前三种处理方式都没有办法彻底消除主热传输支管与相邻定位组件轭卡或者燃料通道端部件发生接触的可能性。安装防磨垫如图4所示，使用根据不同尺寸主热传输支管预制的半圆形碳钢防磨垫，通过管箍固定在目标主热传输支管上，从而将主热传输支管与燃料通道端部件或者定位组件轭卡隔离开。