阅读说明：本技术 一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法 (Debugging test method for 40MPa high-pressure hydrogen system ) 是由 曲国兴 侯涛 谢建江 刘康 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法,属于核电站氢气安全技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1,进行单体设备调试试验,包括机械检查、电气检查、仪控检查和气动阀检查；步骤2,进行系统综合调试试验；步骤2.1,进行PLC逻辑检查试验；步骤2.2,进行压力试验、气密性试验和泄漏量试验；步骤2.3,进行氮气置换空气试验；步骤2.4,进行氢气置换氮气试验；步骤2.5,进行系统性能试验；步骤2.6,进行氮气置换氢气试验。本发明能够有效验证40MPa高压氢气系统的安全性,及时发现问题,确保电站的氢气安全。(A debugging test method for a 40MPa high-pressure hydrogen system belongs to the technical field of nuclear power station hydrogen safety. The invention comprises the following steps: step 1, carrying out monomer equipment debugging tests, including mechanical inspection, electrical inspection, instrument control inspection and pneumatic valve inspection; step 2, carrying out a comprehensive debugging test of the system; step 2.1, carrying out a PLC logic inspection test; step 2.2, carrying out a pressure test, an air tightness test and a leakage test; step 2.3, carrying out a nitrogen replacement air test; step 2.4, carrying out a hydrogen replacement nitrogen test; step 2.5, carrying out a system performance test; and 2.6, carrying out a nitrogen replacement hydrogen test. The invention can effectively verify the safety of a 40MPa high-pressure hydrogen system, find problems in time and ensure the hydrogen safety of a power station.)

一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法

技术领域

本发明涉及核电站氢气安全技术领域，尤其涉及一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法。

背景技术

在第三代先进压水堆核电技术中，采用向一回路注入高压氢气，以减少一回路腐蚀产物，降低电厂职业辐照剂量。美国原设计方要求高压氢气设计压力为41.4MPa，国内市场可购买到的氢气最高压力为20MPa，不满足设计要求。三门核电自主采购了氢气升压设备，通过氢气升压设备将外购的低压氢气升压至41.4MPa充装至高压氢气瓶内，再通过高压氢气瓶向一回路供高压氢气，是国内外核电厂中首个40MPa的高压氢气系统，也是国内首个工业化应用40MPa的高压氢气系统。

由于国内电站对于40MPa的高压氢气系统调试经验为零，而且氢气具有易燃易爆、分子小、易泄漏等特性，给电站调试工作带来了巨大的困难和安全风险。为确保核电厂的安全，需要制定一套完整的调试试验方法，验证40MPa高压氢气系统设备安全可靠、安装符合设计要求，及时发现问题并处理问题，确保电站的氢气安全。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法，其能够有效验证40MPa高压氢气系统的安全性，及时发现问题，确保电站的氢气安全。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法，包括如下步骤：

步骤1，进行单体设备调试试验，包括机械检查、电气检查、仪控检查和气动阀检查；

步骤2，进行系统综合调试试验；

步骤2.1，进行PLC逻辑检查试验；

步骤2.2，进行压力试验、气密性试验和泄漏量试验；

步骤2.3，进行氮气置换空气试验；

步骤2.4，进行氢气置换氮气试验；

步骤2.5，进行系统性能试验；

步骤2.6，进行氮气置换氢气试验。

作为本发明优选，所述机械检查具体包括：管道的预运行前检查、手动阀门检查、泵的预运行前检查、过滤器和滤网的运行前检查。

作为本发明优选，所述电气检查具体包括：设备接地检查、电器柜控制回路检查、电气设备绝缘试验。

作为本发明优选，所述仪控检查具体包括：仪表安装检查、仪表控制回路检查、仪表通道检查。

作为本发明优选，所述气动阀检查具体包括：电磁阀检查、限位开关调节和阀位指示器检查、气动阀门开关试验和阀门行程时间测量。

作为本发明优选，所述PLC逻辑检查试验具体包括：验证氢气升压系统自动步序是否符合设计要求、验证氢气升压站设备报警和联锁动作是否满足设计要求。

作为本发明优选，所述压力试验的具体方法为：试验介质为氦氮混合气，六台泵轮流打压，压力台阶为2.5MPa、10MPa、21MPa、25.5MPa、30MPa、34.5MPa、39MPa、43.5MPa。

作为本发明优选，所述气密性试验的具体方法为：第一阶段，压力升为设计压力41.4Mpa，保压5分钟后，对焊缝和接口处进行检查，若未检出泄漏，应继续保压不少于30分钟，无压力降；第二阶段，压力降至0MPa，再升至2MPa，对焊缝和接口处进行检查，试验时间不应少于30min，应以未检出泄漏和无压力降时判定为合格。

作为本发明优选，所述泄漏量试验的具体方法为：压力为41.4MPa，保压24小时，平均每小时的泄漏率小于0.5%时判定为合格。

作为本发明优选，所述系统性能试验具体包括：

远程自动状态下，完成氢气气瓶充装操作，包括手动装卸气瓶、自动充装操作；

验证系统主要信号的逻辑联锁试验；

验证系统气密性，介质为氢气，分两次启动，每次启动三台泵，压力台阶21MPa、25.5MPa、30MPa、34.5MPa、39MPa、41.4MPa；

验证氢气升压泵的性能试验。

本发明的优点是：

1、国内常规电站氢气系统最高压力为20MPa，40MPa的高压氢气系统首次在核电厂应用，国内欠缺40MPa高压氢气系统调试经验，本试验方法填补了国内空白。通过本方法，将电站40MPa高压氢气系统调试的内容和方法标准化。提高电站高压氢气系统的安全可靠性、降低电站重复开发试验方案成本；

2、从单体试验至系统综合性试验，形成了一整套验证40MPa压力高压氢气系统性能的调试试验体系，充分验证了40MPa压力高压氢气系统安全性，并已在三门核电1号机组和2号机组中应用，验证本试验方法可行；

3、高压氢气系统首次升压试验过程中，采用氮气替代氢气进行试验，即使试验失败或系统存在泄露，也不存在氢气***风险，提高试验过程中的安全性；

4、将《GB 50516-2010 加氢站技术规范》关于压力试验、气密性试验、泄露率试验相关内容，融入到电站高压氢气系统调试试验中，并在此基础上设置了多个压力台阶、分阶段验证，降低试验过程中的安全风险，确保高压氢气安全可靠。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的过程示意图，其中横轴为时间，纵轴为压强。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

一种用于40MPa高压氢气系统调试试验方法，包括如下步骤：

先进行挂牌和流程图检查；

步骤1，进行单体设备调试试验，包括：

机械检查：管道的预运行前检查、手动阀门检查、泵的预运行前检查、过滤器和滤网的运行前检查。

电气检查：设备接地检查、电器柜控制回路检查、电气设备绝缘试验。

仪控检查：仪表安装检查、仪表控制回路检查、仪表通道检查。

气动阀检查：电磁阀检查、限位开关调节和阀位指示器检查、气动阀门开关试验和阀门行程时间测量。

步骤2，进行综合调试试验，依次进行如下试验：

步骤2.1，PLC逻辑检查试验：验证氢气升压系统自动步序是否符合设计要求、验证氢气升压站设备报警和联锁动作是否满足设计要求。

步骤2.2，压力试验、气密性试验和泄漏量试验：

先完成氢气升压泵的初次启动性能试验；

压力试验，试验介质为氦氮混合气，六台泵轮流打压，每台进行10min的试验，压力台阶为2.5MPa、10MPa、21MPa、25.5MPa、30MPa、34.5MPa、39MPa、43.5MPa；

气密性试验，第一阶段，压力升为设计压力41.4Mpa，保压5分钟后，对焊缝和接口处进行检查，若未检出泄漏，应继续保压不少于30分钟，无压力降；第二阶段，压力降至0MPa，再升至2MPa，对焊缝和接口处进行检查，试验时间不应少于30min，应以未检出泄漏和无压力降时判定为合格。；

泄露量试验，所述泄漏量试验的具体方法为：压力为41.4MPa，保压24小时，平均每小时的泄漏率小于0.5%时判定为合格。

验收标准参考国标GB 50516-2010 加氢站技术规范第12.3.10节。

步骤2.3，氮气置换空气试验：

完成氮气管道吹扫；

氮气置换空气；

检测系统内氮气中氧气的体积比是否小于0.5%。

步骤2.4，氢气置换氮气试验：

氢气置换氮气；

检测系统内氢气含量是否都不低于设计要求。

步骤2.5，系统性能试验：

远程自动状态下，完成氢气气瓶充装操作，包括手动装卸气瓶、自动充装操作；

验证系统主要信号的逻辑联锁试验；

验证系统气密性，介质为氢气，分两次启动，每次启动三台泵，每次试验时间为10min，第一组三台泵的压力台阶21MPa、25.5MPa、30MPa，第二组三台泵的压力台阶为34.5MPa、39MPa、41.4MPa；

验证氢气升压泵的性能试验。

步骤2.6，氮气置换氢气试验：

氮气置换氢气；

检测系统内氮气中氢气的体积比是否小于0.4%。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。