徐野男 李永华

中核工程咨询有限公司 北京 100000

1 堆芯捕集器工作原理

堆芯捕集器的工作状态是在压力容器发生熔化、或压力容器底板发生破裂时，此时从熔融堆芯喷射出来的高温放射性熔渣可能会导致以下现象发生：（1）破坏压力容器周围的干保护和反应堆竖井混凝土结构，导致反应堆竖井存在倒塌的可能；（2）因熔渣的作用，堆芯墙体会产生大量的水蒸气和氢气，氢气的来源是熔渣内含有大量金属锆，在高温下与水蒸气发生化学反应产生。两种气体混合后，随着堆腔压力的极具增高会发生爆炸的可能性，同时也会使放射性物质随着气体的挥发而逐步扩散。堆芯捕集器的主要设计特点是保证熔渣被吸收、冷却、以晶体状态完全融化在捕集器内，确保堆芯乃至整个核电站的安全。

堆芯捕集器按照功能大体由四部分组成，从上至下沿压力容器至反应堆竖井底部纵向排列。分别为：下板、通风集管、带填充物的吊篮、段式热交换器[1]。

2 工程概况

堆芯捕集器安装于反应堆竖井内标高+6.2m碳钢底板，施工顺序为：段式热交换器安装、吊填充物吊篮安装、通风系统、下部板及附件的安装，设备安装后整体重量约345t。

3 施工过程中检查

3.1 安全保证措施检查

检查堆芯支撑桁架区域是否敷设铺设安全网，防止物体高空坠落伤害底部施工人员；检查+34.1m竖井俄共埋件周围是否搭设防护栏杆并粘贴警示标识，防止交叉施工时物体坠落；检查捕集器工作区内是否敷设排烟尘措施、工作区内施工人员数量尽量≤5人；

3.2 设备组件吊装运输检查

检查设备组件吊装运输过程中的路径通畅性、吊索具挂设是否符合要求。

3.3 段式热交换器安装检查

段式热交换器的预组装检查。热交换器组装前，检查场地放线、划线及组装工序是否符合程序要求，热交换器吊装就位固定及调整后，检查间隙、半径、和垂直度。段式热交换器的安装检查。检查每片交换器的实际放线位置及调整标高用的垫板的布置情况。检查安装竖井中心的六棱形立柱的垂直度、90°方位支撑肋板的垂直度及上表面的水平度。检查其固定在竖井壁及竖井底板上的连接情况。对于交换器之间设有传感器套管和筋板需在安装相邻交换器之前检查其安装完毕情况，并检查传感器套管的弯曲半径。检查段式热交换器上的管件、传感器套管、拱形门和方形门的包缝板的安装情况。

段式热交换器间隙缝的灌浆检查。（1）灌浆料的配制检查检查。配制的灌浆料原料不超过2h的使用量，重量配比为цкс干水泥100%，с-3增韧剂0.5-0.8%，工业用水40-52%。配比过程如下：将所用水的2/3加入配制容器内，启动搅拌装置，徐徐加入цкс干水泥，然后加入剩下的水及с-3增韧剂连续进行搅拌5-10分钟。检查流动性，流动性可以通过加入水或增韧剂进行调节，配制合格的浆体流动性为9-12cm[2]。（2）灌浆前检查。灌浆区域清理是否干净、灌浆表面是否经浸水润湿、灌浆间隙内的套管是否封堵及保护、灌浆区域的漏浆处是否封堵。灌浆设备及消耗性材料是否备齐、人员及劳动防护用品是否配齐及穿戴齐全。

（3）灌浆检查。检查灌浆的4个阶段是否符合方案要求：①、对交换器的中心部位进行灌浆，完成盖板的焊接及封堵；②、对交换器底面至弧形面区域进行灌浆；③、对弧形面至交换器垂直面中心区域进行灌浆；④、完成交换器剩余的全部灌浆工作。

3.4 带填充物吊篮的安装检查

一、二、三、四层填料盒安装检查：检查立柱的垂直度、支撑肋板垂直度及上表面水平度值。五、六、七、八层填料盒安装检查：检查填料盒组件上表面与混凝土悬臂梁底面之间的距离，核查是否能够满足热屏蔽的安装。如影响安装，可将第八层填料盒组件全部旋转180°，如果仍然无法满足安装要求，可将第八层填料盒组件相对于设计位置旋转90°并在支撑肋板上安装焊接支撑件。检查热屏蔽安装及热屏蔽导料管灌浆施工是否符合要求。为便于灌浆工作的开展，可选择在较方便的场地进行，灌浆原料采用俄供的BGS型号水泥，主要成份为赤铁矿，密度为2.60-2.70g/cm3，抗压强度20Mpa，工作寿命50年[3]。

3.5 通风系统及下板的安装检查

通风系统部分安装检查：检查门的开/关是否良好，如有异常在安装之前应进行及时维修或更换。将人孔门框焊接到两块热交换器上。通风系统内壳安装时，首先检查密封门的开/关是否良好，如有异常在安装之前应进行及时维修或更换。下板安装检查：下板由Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类段件组成的类似“圆锅”形状的结构。其中Ⅰ类段件角度为96°，共3件；Ⅱ类段件是角度为48°的一件段件，Ⅲ类段件角度为24°扇形件，由散件构成[4]。（1）检查+12.7m混凝土悬臂梁凸台表面的段件安装实际位置及段件肋板所在位置的标高。（2）检查Ⅰ类、Ⅱ类段件中间孔的内径、斜面肋的标高。（3）检查下板与压力容器之间的间隙值（70+10mm）。

4 施工中的经验反馈

在堆芯捕集器整个施工过程中，堆芯捕集器水循环管道附件焊接后，导致土建穿墙套管法兰周边混凝土表面出现不同程度破损，对此问题召开专题会议，由安装单位开启NCR。处理措施：对破损处进行剔凿后采用1：2水泥砂浆进行修补，后续施工中，安装单位在焊接工艺允许范围内调整相关焊接参数，尽量减小焊接过程中对周边混凝土的影响[5]。

5 结语

某核电站VVER-1000型压水堆核电站堆芯捕集器安装施工周期长，施工难度及风险较大。且部分施工相关人员经验不足，尤其是安装技术人员，对此，在监理工程师的要求提醒下，对堆芯捕集器进行三维建模，便于给予参与施工人员第一直观印象。对于安装施工出现的问题，监理工程师积极组织召开小范围专题会，更好保证安装质量及施工进度。