淺析渦街（jiē）蒸汽流量計在密封性試驗中的設（shè）計及應用

摘要：本文介紹（shào）了渦街蒸汽流量計的（de）試驗（yàn）原（yuán）理，分析了渦街蒸汽流量計在局部（bù）密封性試驗應用過程中出現的問題，提出了試驗管路優化布置方案（àn），介紹了渦街蒸汽流（liú）量計在局部密封性試驗中的應用，依據實際應用效果提出了改進建議。
安全殼作為核電（diàn）機組的安（ān）全屏障，其（qí）密封性必須滿足法規要求。安全（quán）殼密封性試驗是評價核電機組安全殼密封性狀況的試驗，一般分為 A 類、B 類、C 類，其中 B 類及 C 類為安全殼局部密（mì）封性（xìng）試驗，在核（hé）電機組每（měi）次換料大修期間進行（háng）。局部密封性試驗介質一般為除鹽水（shuǐ）或壓縮空氣，根據試驗原理分為流（liú）量（liàng）法和壓力法兩種（zhǒng），流量法（fǎ）又分為（wéi）補充法和收（shōu）集法。其中渦街蒸汽流量（liàng）計作為一種試驗持續時間較（jiào）短、操作相對簡單的試驗方法，在實（shí）際操作中應用較多。
1 技（jì）術原理
目（mù）前，安全殼局部密封性試驗所應用的渦街蒸汽流量計的基本原理一般為：通過引入外部介質（一般為壓縮空氣（qì）或除鹽水），通過充壓（yā）接口向貫穿件中充入一定壓力的介質，壓力為試驗規程規定值，在充入介質的管線上設置壓力調節單元及流量監視單元，當壓力穩定（dìng）在規定值時，即表示充入管線與貫穿件內部壓力已達到（dào）平衡，此時貫穿（chuān）件內閥門的泄漏流量，即為充入的介質流量，通過流量監視單元對（duì）充入介（jiè）質流量（liàng）進行測（cè）量，以（yǐ）此得出貫穿件隔離閥的泄漏流量（liàng）。測出隔離閥的泄漏率後，再根據評價（jià）準則，計算出貫穿件的泄漏（lòu）率（lǜ）。根據試驗原理可知，隔離閥密封性測量是局部密封性試驗的重點工作（zuò）。核電機組大修（xiū）期間（jiān）執行（háng）的安全殼局部（bù）密封性試驗具有地點分散、時間窗口（kǒu）不確定性高、試驗時長有嚴格限製的特點，而且試驗過（guò）程具有一（yī）定放射性汙染風險。

在目前（qián）的局部密封性試驗（yàn）執行（háng）期間，單個貫穿件試驗（yàn）前的充壓管線布（bù）置工作相互獨立，且因為貫穿件布置位（wèi）置區域（yù）分散在安全殼內外多個區域，造成很多單個貫穿件試驗進行前需要（yào）鋪設臨時充壓管線，這不僅間接（jiē）延長試驗人員受照射的時間，還增加了管線布置的複雜性（xìng），因此而產生的放射性汙染（rǎn）風險、設備及耗材損耗和人因失誤的發生概率都（dōu）會隨之上升。
通過匯總分析（xī）貫穿件安全殼房間（jiān）布置、貫穿件及充壓接口位置，可以發現，在某些（xiē）區域內，試驗接口分布相對（duì）較集中，並（bìng）且這些區域（yù）距離試驗設備（bèi）固定放置區較遠，管線可能需要穿越不同標高或空間（jiān）狹（xiá）窄（zhǎi）區、高劑量區，在對這些貫穿件實施局部密（mì）封性試驗（yàn）時，單項試驗每次實施前（qián）的管線布置多為工作量大、風（fēng）險高的重複性工作。因（yīn）此，對試驗（yàn）實施方案進行優化，簡化掉這部分工作量，可以大大縮（suō）短整個試驗時長，減少工作人員（yuán）受照射時間，降（jiàng）低試驗風險。
根據對多次局部密封性試驗實施的數據和記錄整（zhěng）理，建立一套渦街蒸汽流量計（jì），將部分區域內分布集中的貫穿件試驗視為一個整體係統內的試驗，將這部分試驗的管線優（yōu）化集成，集成係統作為設備到試驗接口的管線中（zhōng）轉集中控製單元，以此克服貫穿件充壓口（kǒu）分布分散的弊端，降低貫穿件充壓口對試驗地點的限製，進（jìn）而減少（shǎo）試驗前準備期間的管（guǎn）線布置工作量，並減少工作人員輻照劑量。
2 應用方案
安全（quán）殼渦街蒸汽流量計以總成箱和分支箱為核心。試驗初（chū）期，將總成箱置於儀器放置區，分支箱置於貫穿件集中區域附近，檢漏儀至總（zǒng）成箱再至分支箱之間的管（guǎn）線固定連（lián）接，如圖2所示（shì）。水法試驗管路與氣法試驗管路互相獨（dú）立，總（zǒng）成箱和（hé）分（fèn）支箱的每一（yī）路連接采用編號標記進行區分，並設置控製閥控（kòng）製開關和流向（xiàng）。
集中（zhōng）區域內（nèi）的貫穿（chuān）件試驗實施前，連（lián）接加壓管線時，可直接將加（jiā）壓管線攜帶至分支箱放置處，用快（kuài）速接頭連接（jiē）分支箱與貫穿件加壓口，保持分支（zhī）箱控製閥為開，利用（yòng）總成箱控製閥作為充（chōng）卸壓控製閥進（jìn）行試驗。

總（zǒng）成箱的功能為：
（1）承（chéng）接儀器至同標高貫穿件充壓口的固定管線（xiàn）；
（2）承（chéng）接儀器至分支箱的固定管線；
（3）控製每一路的開關流向。
分支箱的（de）功能為：
（1）承接總成箱至集中區域內貫穿件衝（chōng）壓口的固定管線；
（2）控製每一路的開關流向

總成箱和分支箱采用箱體設計，內部（bù）結構基本一致（zhì）（如圖 3 所示），管（guǎn）路（lù）數不同，管路及附件承壓 1.5MPa，所用料（liào）在滿足支撐要求的基礎上盡量減輕重量，且箱體底部帶有滑輪及自鎖裝置，因此，集成係統具備較好的便攜（xié）性，對核（hé）島內（nèi）環（huán）境的適應能力較強。
3 應用效果
安全殼渦街蒸汽流量計已應用於某電廠機組大修 B、C 類試驗，取得了良好的應用效果（guǒ）。
（1）集中區域內的（de）貫穿件試驗大大減少了管線布置的工作量和連接時間。根據現場實際反饋，集中區域內單個貫穿件試驗試驗時間縮短 30% ～ 50%。
（2）由於以（yǐ）往試（shì）驗時布置管線數較多，常出現多條管線混在一起，難以區分的情況，存在接錯管線的風險。集成係統中總成箱、分支箱與管線、儀器編號（hào）一一對應，試驗初（chū）期連接後，固定管線在各個貫穿件試驗中作為共用管（guǎn）線，管線數量明顯減少（shǎo），大大降低接錯管線的概率。實際應用中，使用集成係統的（de）局部密封性試驗，管線減少 50% 以上，發生管線接錯的情況為 0 起。
（3）總（zǒng）成箱與試驗儀器、總成箱與分支箱之間連接（jiē）固定後無須再變動，減少了管線（xiàn）的斷（duàn）開、連（lián）接次數，單次機組大（dà）修期間的材料消耗明顯減少（shǎo），同時也降低了零部件失效帶來的風險。
（4）在以往的試驗中，水法管（guǎn）線在用過後未進行徹底幹燥，後（hòu）管線用在氣法試驗中，發生液滴（dī）進入試驗（yàn）儀器，造成儀器（qì）內部零部件（jiàn）放射性（xìng）沾（zhān）汙的事件。集成係統總成箱和分支箱的水路和氣路（lù）完全分開布（bù）置，管線也隨之固定連接，水法和（hé）氣法管線不會混用，完全避免了管線混用造成的儀器汙染的風險。
4 結語
通過現場實際（jì）應用效果可（kě）知，安全殼渦街蒸汽流（liú）量計的應用對核電機組（zǔ）大修期間安全殼局部密封性試驗過（guò）程的優（yōu）化具有良好效果，不僅減少了大（dà）量高風（fēng）險的重複性工作，縮短試驗持續時間和工作人員受照射時間，也降低了人（rén）因失誤概率以（yǐ）及材料損耗帶來的風險。
在不同類型的核電機組安全殼局部密封性試驗中，集中區域較多（duō）時，可根據情況增加分支箱數量及總成箱管路數量，解（jiě）決多個集中區域的布置問（wèn）題。另外，核島內部分地方空間狹小，分（fèn）支箱在選擇放置地點時（shí），可利用進一步減少箱體體（tǐ）積（jī）、設計（jì）快捷拆除部件的方法，提（tí）高集成（chéng）係統對核島內環境的適應能力。

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