高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法与流程

1.本发明属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法。


背景技术：

2.高温气冷堆是改进型气冷堆agr的进一步发展，采用化学惰性和热工性能良好的氦气作为冷却剂，以束缚放射性裂变产物。全陶瓷型包裹燃料颗粒制成的弥散在石墨基体中的燃料元件，用耐热的石墨作为慢化剂和堆芯结构材料，使堆芯出口氦气温度可达到750℃以上，甚至达到950℃。高温气冷堆一回路冷却剂系统正常运行压力约7mpa，一回路压力边界阀门需要对高压氦气进行隔离。
3.为控制核级设备、焊缝的数量，高温气冷堆一回路压力边界阀门未设计专门的泄漏监测仪表和通道，无法按照压水堆安全壳隔离阀内漏检查的方法进行泄漏测试。高温气冷堆反应堆厂房整体的氦本底水平较高，也无法直接使用常规氦检的方法对边界阀门的外漏进行泄漏测量，需要开发新的阀门泄漏检查方法对一回路压力边界阀门的泄漏情况进行量化。
4.由于氦气分子量小，对微小缝隙有极强的通过能力，常被作为测试用介质应用于泄漏检查领域，因此对于同样的密封状态，氦气介质阀门更容易发生微量渗漏。对于阀门设备，每次动作均会对密封面产生一次摩擦，造成密封面轻微的划损，进而对阀门密封性产生一定的影响。在工程应用中，未及时处理的阀门泄漏，将对放射性气体控制产生挑战；过度追求阀门的密封性，则会导致机组的频繁停运和设备的快速损耗，因此必须建立一套合理的阀门泄漏评价方法。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法的新技术方案。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，包括如下步骤：
7.建立压力边界泄漏标准额模型，并根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额；
8.根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额；
9.测量获取所述边界阀门的内漏测试值以及外漏测试值；
10.将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果。
11.可选地，建立压力边界泄漏标准额模型，包括：
12.确定压力边界泄漏标准额；
13.确定影响因素在压力边界泄漏标准额中的占比，以建立压力边界泄漏标准额模
型；其中，影响因素包括法兰泄漏、边界阀门泄漏以及不确定因素泄漏。
14.可选地，边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比为70％-90％。
15.可选地，根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额，包括：
16.根据边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比确定边界阀门泄漏标准总额；
17.根据边界阀门泄漏标准总额确定各个边界阀门的泄漏量限额，各个边界阀门的泄漏量限额的计算公式如下：
18.qa＝【(da·
ka)/σd】
·q阀
；
19.其中，qa为边界阀门a的泄漏量限额；da为边界阀门a的通径；σd为一回路上各个边界阀门的通径之和；q
阀
为边界阀门泄漏标准总额；ka为阀门a的动作修正系数，且ka＝1.1n，n为阀门解体检修后的动作次数。
20.可选地，根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，包括：
21.确定所述边界阀门的种类；
22.根据所述边界阀门的种类确定边界阀门的外漏量以及边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比，以确定边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。
23.可选地，当所述边界阀门为波纹管密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为10％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为90％；
24.当所述边界阀门为填料密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为20％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为80％。
25.可选地，采用如下公式测量获取所述边界阀门的内漏测试值：
26.q
a1
＝【(va·
△
pa)/t】
·
y；
27.其中，q
a1
为边界阀门a的内漏测试值；va为边界阀门a下游进行内漏测试的密闭空间体积；
△
pa为阀门a下游进行内漏测试期间的压力变化；t为边界阀门a的内漏测试的持续时间；y为边界阀门a下游空间边界修正系数，y＝1.1m，m为封闭空间附加边界数。
28.可选地，测量获取所述边界阀门的外漏测试值，包括如下步骤：
29.采用密封材料对被测边界阀门的密封面区域进行包覆形成包覆区域，密封材料的包覆边界处使用胶带进行密封，密封材料上设置有与包覆区域连通的预留接口；
30.采用抽真空装置对包覆区域进行抽真空；接着，向包覆区域内充入体积为v的压缩空气，并对预留接口进行封闭；
31.经过预设时间t的监测后，采用氦气浓度测试装置对包覆区域进行氦浓度测量，获取氦气的体积百分浓度值c；
32.采用如下公式计算边界阀门的外漏测试值：
33.q
a2
＝(v
·
c)/【(1-c)
·
t】；
34.其中，q
a2
为边界阀门a的外漏测试值。
35.可选地，将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果，包括：
36.当所述边界阀门的外漏测试值大于外漏标准额时，或者所述边界阀门的内漏测试值大于内漏标准额时，则边界阀门处于泄漏状态，需对边界阀门进行维修以使得所述边界阀门的外漏测试值小于外漏标准额，且所述边界阀门的内漏测试值小于内漏标准额。
37.可选地，各个边界阀门的泄漏量限额根据一回路系统压力边界阀门的维修情况进行实时更新。
38.本发明的一个技术效果在于：
39.在本技术实施例中，首先，建立压力边界泄漏标准额模型，并根据压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额。然后，根据边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。其次，测量获取边界阀门的内漏测试值以及外漏测试值。最后，将边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果。
40.因此，该高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法设计合理，能够根据各个边界阀门的泄漏量限额获取各个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，再将测量获取的边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将测量获取的边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，从而能够准确地获取各个边界阀门的评价结果，为高温气冷堆一回路压力边界阀门的维修策略提供基础，保证了高温气冷堆一回路安全稳定的运行。
附图说明
41.图1为本发明一实施例的一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法的流程示意图；
42.图2为本发明一实施例的一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法的边界阀门的外漏测试值的测量过程结构示意图。
43.图中：1、密封材料；2、被测边界阀门；21、密封面区域；3、包覆区域；4、胶带；5、预留接口。
具体实施方式
44.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
45.下面将详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.参见图1，根据本发明的一个方面，提供了一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，包括如下步骤：
48.步骤s100，建立压力边界泄漏标准额模型，并根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额。通过建立一回路压力边界泄漏标准额模型，实现对各个边界阀门的泄漏量限额的分配，设计合理，有助于快速、准确地确定各个边界阀门的泄漏量限额，从而便于实现后续对边界阀门泄漏的准确评价。
49.例如，按照一回路边界的密封结构类别进行划分，对法兰密封、边界阀门密封和其它不确定量在一回路允许泄漏总量中所占比例进行分配，以构建压力边界泄漏标准额模型。
50.在一个具体的实施方式中，高温气冷堆示范工程一回路压力边界静止密封结构法兰密封面泄漏量为一回路允许泄漏总量的10％，边界阀门结构泄漏量为一回路允许泄漏总量的80％，其它不确定量取一回路允许泄漏总量的10％。
51.进一步地，由于边界阀门结构泄漏量为一回路泄漏总量的80％，因此，可以根据各个边界阀门的具体情况(比如通径)确定各个边界阀门的泄漏量限额。
52.步骤s200，根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。例如，可以根据边界阀门的外密封结构，再将边界阀门的泄漏量限额进行准确的划分，以获取某个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。
53.步骤s300，测量获取所述边界阀门的内漏测试值以及外漏测试值。
54.步骤s400，将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果。
55.在本技术实施例中，该高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法设计合理，能够根据各个边界阀门的泄漏量限额获取各个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，再将测量获取的边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将测量获取的边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，从而能够准确地获取各个边界阀门的评价结果，为高温气冷堆一回路压力边界阀门的维修策略提供基础，保证了高温气冷堆一回路安全稳定的运行。
56.可选地，建立压力边界泄漏标准额模型，包括：
57.确定压力边界泄漏标准额；
58.确定影响因素在压力边界泄漏标准额中的占比，以建立压力边界泄漏标准额模型；其中，影响因素包括法兰泄漏、边界阀门泄漏以及不确定因素泄漏。
59.在上述实施方式中，压力边界泄漏标准额也即一回路允许泄漏总量，通过确定影响因素在压力边界泄漏标准额中的占比，从而能够准确地构建压力边界泄漏标准额模型，并能够准确地获取边界阀门泄漏的总量，进而有助于准确地确定各个边界阀门的泄漏量限额。
60.可选地，边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比为70％-90％。这有助于准确地对边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比进行划分，从而有助于准确地确定各个边界阀门的泄漏量限额。
61.可选地，根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额，包括：
62.根据边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比确定边界阀门泄漏标准总额；
63.根据边界阀门泄漏标准总额确定各个边界阀门的泄漏量限额，各个边界阀门的泄漏量限额的计算公式如下：
64.qa＝【(da·
ka)/σd】
·q阀
；
65.其中，qa为边界阀门a的泄漏量限额；da为边界阀门a的通径；σd为一回路上各个边界阀门的通径之和；q
阀
为边界阀门泄漏标准总额；ka为阀门a的动作修正系数，k根据工程经验设置上限值，且ka＝1.1n，n为阀门解体检修后的动作次数，1.1为高温气冷堆示范工程确定的修订系数。
66.在上述实施方式中，能够准确地获取边界阀门泄漏标准总额，进而有助于准确地确定各个边界阀门的泄漏量限额。
67.可选地，根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，包括：
68.确定所述边界阀门的种类；
69.根据所述边界阀门的种类确定边界阀门的外漏量以及边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比，以确定边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。
70.在上述实施方式中，在确定边界阀门的外漏量以及边界阀门的内漏量在边界阀门的泄漏量限额中的占比时，通过参照边界阀门种类的影响因素，从而能够准确地划分边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，有助于保证边界阀门的评价结果的准确性。
71.可选地，当所述边界阀门为波纹管密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为10％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为90％；
72.当所述边界阀门为填料密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为20％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为80％。
73.在上述实施方式中，有助于根据边界阀门的种类对边界阀门的内漏量和外漏量进行准确的分配，从而保证边界阀门的内漏量和外漏量的准确性。
74.在一个具体实施方式中，在初始状态下，当边界阀门解体检修后的动作次数为0时，各个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额如表1所示。
75.表1
76.77.需要说明的是，由于k值随边界阀门的动作次数的增加而变化，各个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额为动态变化状态。由于k值存在上限，各个边界阀门的外漏标准额和内漏标准额与初始值不会存在量级上的偏差。因此，可以基于上述初始状态下各个边界阀门的泄漏量级进行泄漏测量方法的开发。
78.可选地，由于内漏检查时边界阀门下游封闭区域的压力较低，组成封闭空间的其它阀门边界对内漏结果的评价影响极小，但出于保守决策的考虑，仍然根据下游边界的数量进行泄漏量修订。
79.因此，采用如下公式测量获取所述边界阀门的内漏测试值：
80.q
a1
＝【(va·
△
pa)/t】
·
y；
81.其中，q
a1
为边界阀门a的内漏测试值；va为边界阀门a下游进行内漏测试的密闭空间体积；
△
pa为阀门a下游进行内漏测试期间的压力变化；t为边界阀门a的内漏测试的持续时间；y为边界阀门a下游空间边界修正系数，y＝1.1m(1.1为高温气冷堆示范工程确定的修订系数)，m为封闭空间附加边界数(即除被测边界阀门外组成下游密闭空间的其它阀门边界数)。
82.在上述实施方式中，所述边界阀门的内漏测试值的测量获取是基于阀后封闭空间内压力的变化对阀门内漏情况进行量化，从而有助于快速测量获取边界阀门的内漏测试值。
83.可选地，参见图2，测量获取所述边界阀门的外漏测试值，包括如下步骤：
84.采用密封材料1对被测边界阀门2的密封面区域21进行包覆形成包覆区域3，密封材料1的包覆边界处使用胶带4进行密封，密封材料1上设置有与包覆区域3连通的预留接口5；
85.采用抽真空装置对包覆区域进行抽真空；接着，向包覆区域内充入体积为v的压缩空气，并对预留接口进行封闭；
86.经过预设时间t的监测后，采用氦气浓度测试装置对包覆区域进行氦浓度测量，获取氦气的体积百分浓度值c；
87.采用如下公式计算边界阀门的外漏测试值：
88.q
a2
＝(v
·
c)/【(1-c)
·
t】；
89.其中，q
a2
为边界阀门a的外漏测试值。
90.在上述实施方式中，能够对边界阀门的外漏测试值进行快速且准确的测量，从而有助于实现边界阀门的外漏测试值与外漏标准额的准确比较，保证了评价结果的准确性。
91.可选地，将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果，包括：
92.当所述边界阀门的外漏测试值大于外漏标准额时，或者所述边界阀门的内漏测试值大于内漏标准额时，则边界阀门处于泄漏状态，需对边界阀门进行维修以使得所述边界阀门的外漏测试值小于外漏标准额，且所述边界阀门的内漏测试值小于内漏标准额。
93.在上述实施方式中，能够为高温气冷堆一回路压力边界阀门的维修策略提供基础，有助于保证高温气冷堆一回路安全稳定的运行。
94.可选地，各个边界阀门的泄漏量限额根据一回路系统压力边界阀门的维修情况进行实时更新，也即，跟踪一回路系统压力边界阀门的维修情况，对边界阀门的泄漏量限额进
行修订维护。这有助于保证各个边界阀门的泄漏量限额计算的准确性，从而保证了对各个边界阀门泄漏状态评价的准确性，进而能够保证高温气冷堆一回路安全稳定的运行。
95.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，包括如下步骤：建立压力边界泄漏标准额模型，并根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额；根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额；测量获取所述边界阀门的内漏测试值以及外漏测试值；将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，建立压力边界泄漏标准额模型，包括：确定压力边界泄漏标准额；确定影响因素在压力边界泄漏标准额中的占比，以建立压力边界泄漏标准额模型；其中，影响因素包括法兰泄漏、边界阀门泄漏以及不确定因素泄漏。3.根据权利要求2所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比为70％-90％。4.根据权利要求3所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额，包括：根据边界阀门泄漏在压力边界泄漏标准额中的占比确定边界阀门泄漏标准总额；根据边界阀门泄漏标准总额确定各个边界阀门的泄漏量限额，各个边界阀门的泄漏量限额的计算公式如下：q
a
＝【(d
a
·
k
a
)/σd】
·
q
阀
；其中，q
a
为边界阀门a的泄漏量限额；d
a
为边界阀门a的通径；σd为一回路上各个边界阀门的通径之和；q
阀
为边界阀门泄漏标准总额；k
a
为阀门a的动作修正系数，且k
a
＝1.1
n
，n为阀门解体检修后的动作次数。5.根据权利要求4所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额，包括：确定所述边界阀门的种类；根据所述边界阀门的种类确定边界阀门的外漏量以及边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比，以确定边界阀门的外漏标准额和内漏标准额。6.根据权利要求5所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，当所述边界阀门为波纹管密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为10％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为90％；当所述边界阀门为填料密封阀门时，所述边界阀门的外漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为20％，所述边界阀门的内漏量在所述边界阀门的泄漏量限额中的占比为80％。7.根据权利要求6所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，采用如下公式测量获取所述边界阀门的内漏测试值：q
a1
＝【(v
a
·
△
p
a
)/t】
·
y；其中，q
a1
为边界阀门a的内漏测试值；v
a
为边界阀门a下游进行内漏测试的密闭空间体
积；
△
p
a
为阀门a下游进行内漏测试期间的压力变化；t为边界阀门a的内漏测试的持续时间；y为边界阀门a下游空间边界修正系数，y＝1.1
m
，m为封闭空间附加边界数。8.根据权利要求7所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，测量获取所述边界阀门的外漏测试值，包括如下步骤：采用密封材料对被测边界阀门的密封面区域进行包覆形成包覆区域，密封材料的包覆边界处使用胶带进行密封，密封材料上设置有与包覆区域连通的预留接口；采用抽真空装置对包覆区域进行抽真空；接着，向包覆区域内充入体积为v的压缩空气，并对预留接口进行封闭；经过预设时间t的监测后，采用氦气浓度测试装置对包覆区域进行氦浓度测量，获取氦气的体积百分浓度值c；采用如下公式计算边界阀门的外漏测试值：q
a2
＝(v
·
c)/【(1-c)
·
t】；其中，q
a2
为边界阀门a的外漏测试值。9.根据权利要求8所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果，包括：当所述边界阀门的外漏测试值大于外漏标准额时，或者所述边界阀门的内漏测试值大于内漏标准额时，则边界阀门处于泄漏状态，需对边界阀门进行维修以使得所述边界阀门的外漏测试值小于外漏标准额，且所述边界阀门的内漏测试值小于内漏标准额。10.根据权利要求1所述的高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，其特征在于，各个边界阀门的泄漏量限额根据一回路系统压力边界阀门的维修情况进行实时更新。

技术总结
本发明提供一种高温气冷堆一回路压力边界阀门泄漏评价方法，包括如下步骤：建立压力边界泄漏标准额模型，并根据所述压力边界泄漏标准额模型确定各个边界阀门的泄漏量限额；根据所述边界阀门的泄漏量限额获取边界阀门的外漏标准额和内漏标准额；测量获取所述边界阀门的内漏测试值以及外漏测试值；将所述边界阀门的外漏测试值与外漏标准额进行比较，并将所述边界阀门的内漏测试值与内漏标准额进行比较，获取评价结果。本发明的一个技术效果在于，能够准确地获取各个边界阀门的评价结果，为高温气冷堆一回路压力边界阀门的维修策略提供基础。基础。基础。


技术研发人员：李海泉 马明慧 杨明易 刘宝琨 武怡明 张亚男 姜峰 黄孜羽
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/28