海陽核電首次抽真空試驗(yàn)概述

景力偉

摘 要：對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組，凝汽器工作性能直接影響到整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，凝汽器需要建立一定的真空用于機(jī)組啟動(dòng)，此項(xiàng)功能由凝汽器抽真空系統(tǒng)完成。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)需要維持穩(wěn)定的真空，為機(jī)組達(dá)到額定出力和保持經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行提供支持，汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)凝汽器內(nèi)真空的產(chǎn)生，主要是依靠汽輪機(jī)排汽在凝汽器迅速凝結(jié)成水，體積急劇縮小而造成的，其次是依靠抽真空系統(tǒng)連續(xù)抽出凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體。因此，抽真空系統(tǒng)的性能在機(jī)組啟動(dòng)與運(yùn)行階段是十分重要的。海陽核電于2015年12月23日凌晨完成了一號(hào)機(jī)組首次抽真空試驗(yàn)，同時(shí)標(biāo)志著一號(hào)機(jī)汽輪機(jī)組具備進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)條件。

關(guān)鍵詞：凝汽器 真空 軸封

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（a）-0051-02

海陽核電機(jī)組的凝汽器抽真空系統(tǒng)由兩部分組成，分別是凝汽器汽側(cè)抽真空系統(tǒng)和凝汽器水室真空注水子系統(tǒng)。此次試驗(yàn)驗(yàn)證的是汽側(cè)抽真空系統(tǒng)的功能。汽側(cè)抽真空系統(tǒng)由3臺(tái)50%水環(huán)真空泵和3個(gè)用于破壞凝汽器真空的真空破壞閥組成。機(jī)組啟動(dòng)階段，汽側(cè)抽真空系統(tǒng)從凝汽器殼體和與之相連部分抽出不可凝氣體，使凝汽器內(nèi)部初步形成機(jī)組啟動(dòng)需要的真空。機(jī)組正常運(yùn)行階段，汽側(cè)抽真空系統(tǒng)持續(xù)從凝汽器中抽出不可凝氣體，維持機(jī)組正常運(yùn)行期間所需的真空度，為機(jī)組達(dá)到額定出力和保持經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行提供支持。機(jī)組需要正常停機(jī)或緊急停機(jī)時(shí)，根據(jù)機(jī)組安全運(yùn)行的需要，可打開真空破壞閥以破壞凝汽器真空，縮短汽輪機(jī)惰走時(shí)間，起到保護(hù)汽輪機(jī)設(shè)備的作用。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)3臺(tái)真空泵同時(shí)投入運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)泵組運(yùn)行，一臺(tái)泵備用。

1 抽真空范圍

此次試驗(yàn)是在做好邊界隔離后，依次投運(yùn)凝結(jié)水系統(tǒng)、汽輪機(jī)盤車、軸封系統(tǒng)，再啟動(dòng)凝汽器抽真空系統(tǒng)驗(yàn)證其真空建立、維持、破壞的能力。為了將蒸汽引入高壓缸軸封驗(yàn)證高壓缸軸封安裝是否合適，需將高壓缸至凝汽器的疏水打開，以防止高壓缸底部存水而導(dǎo)致上下缸溫差增大。因此需要將高壓缸納入抽真空范圍，而MSR與高壓缸無法進(jìn)行隔離，因此也需要將MSR及其疏水箱也納入抽真空范圍。因此此次抽真空試驗(yàn)的范圍不僅僅是凝汽器、低壓缸，還包括高壓缸和MSR（汽水再熱分離器）及其疏水箱。

2 試驗(yàn)過程

2.1 邊界隔離

將抽真空范圍內(nèi)的所有隔離邊界進(jìn)行一次徹底地檢查和隔離以進(jìn)行抽真空試驗(yàn)。在進(jìn)行凝汽器邊界隔離情況檢查過程中，遇到兩種情況：（1）上有隔離鎖的閥門沒有完全關(guān)閉或不能確認(rèn)完全關(guān)閉，需在解除隔離鎖后再次進(jìn)行確認(rèn)關(guān)閉。（2）有手動(dòng)隔離邊界閥桿已經(jīng)脫扣，不能對(duì)閥門進(jìn)行操作，也就不能確認(rèn)閥門是否關(guān)閉，只能向上游擴(kuò)大隔離邊界范圍。此種做法擴(kuò)大了抽真空范圍，加大了邊界的漏氣風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)建立真空時(shí)間有一定影響。

2.2 投運(yùn)凝結(jié)水

將凝結(jié)水系統(tǒng)置于再循環(huán)回路運(yùn)行狀態(tài)，為真空泵、真空破壞閥和需要水封的閥門提供密封水，也可以為低壓缸噴淋提供噴淋水，同時(shí)凝結(jié)水泵也是抽真空的一個(gè)邊界。抽真空一天前完成凝結(jié)水系統(tǒng)循環(huán)的建立，在投運(yùn)凝結(jié)水系統(tǒng)后需將隔離邊界的水封閥的密封水投運(yùn)。凝結(jié)水系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行過多次啟動(dòng)，在此次抽真空過程順利啟動(dòng)凝結(jié)水系統(tǒng)。

2.3 投運(yùn)盤車

投運(yùn)盤車是為了防止在投汽輪機(jī)軸封時(shí)，蒸汽進(jìn)入缸體，汽輪機(jī)大軸受熱不均勻發(fā)生大軸彎曲事故。同時(shí)也使進(jìn)入缸體的蒸汽進(jìn)行攪渾，防止上下缸體溫差過大引起缸體變形。當(dāng)盤車所有啟動(dòng)條件滿足后，盤車啟動(dòng)程序自動(dòng)啟動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽汽缸內(nèi)部聲音正常，主控室監(jiān)視盤車電流正常，但在主控室大軸偏心表無指示，經(jīng)儀控組緊急處理后，主控室顯示為大軸偏心0.02 mm左右，就地百分表顯示0.03～0.04 mm左右。盤車投運(yùn)正常。

2.4 投運(yùn)軸封

軸封系統(tǒng)是了防止空氣從汽輪機(jī)軸承向缸體內(nèi)部泄露和防止蒸汽從汽機(jī)軸承向外部泄露，并凝結(jié)汽輪機(jī)的軸封和閥桿漏汽。之前的軸封系統(tǒng)試驗(yàn)只是安裝了臨時(shí)吹掃管道對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了吹掃，此次投運(yùn)軸封系統(tǒng)是首次將蒸汽引入缸體軸封，也是對(duì)高低壓缸軸封設(shè)備安裝情況進(jìn)行一次檢驗(yàn)。所用試驗(yàn)蒸汽引自輔助蒸汽系統(tǒng)。全部管線暖管完畢后，軸封冷卻器通過軸封風(fēng)機(jī)維持-6 kPa的負(fù)壓，在主控室緩慢打開高低壓缸軸封供汽調(diào)節(jié)閥，投入軸封蒸汽。一旦投入軸封蒸汽，主控操縱員需密切監(jiān)視大軸偏心、脹差、缸溫等參數(shù)，若有異常，及時(shí)停止試驗(yàn)。在調(diào)整軸封壓力過程中，主控監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)高壓缸上下缸溫差達(dá)到67°以上，出現(xiàn)報(bào)警（高壓缸上下缸溫差超過56 ℃為手動(dòng)跳機(jī)信號(hào)），為了設(shè)備安全，停運(yùn)軸封供汽，維持連續(xù)盤車，當(dāng)高壓缸上缸溫度降至50 ℃以下，停止盤車，試驗(yàn)暫停。經(jīng)后期原因分析：高壓缸溫差高的原因是GV（主蒸汽調(diào)閥）的閥桿漏汽至低壓軸封母管的逆止閥不嚴(yán)，導(dǎo)致低壓軸封蒸汽通過該閥反供至GV，并漏入高壓缸進(jìn)汽管路，進(jìn)入高壓缸上部，而上部缸體溫度測(cè)點(diǎn)就位于高壓缸主蒸汽入口處，導(dǎo)致主控室顯示高壓缸上部溫度增大，溫差增加，出現(xiàn)報(bào)警。第二天將逆止閥重新緊固后，繼續(xù)按著如上步驟投入軸封，為了防止逆止閥緊固不嚴(yán)再次導(dǎo)致蒸汽從主蒸汽管線進(jìn)入高壓缸上部入口，將主蒸汽管線疏水閥（疏水至凝汽器）打開進(jìn)行排氣。在初始調(diào)整軸封壓力時(shí)，調(diào)節(jié)六路低壓缸軸封調(diào)節(jié)閥時(shí)間間斷過短，導(dǎo)致提供蒸汽的輔助電鍋爐供汽量增加過快，電鍋爐水位調(diào)節(jié)跟蹤緩慢，鍋爐水位接近保護(hù)動(dòng)作定值，放慢調(diào)整軸封調(diào)節(jié)閥的速度后，鍋爐水位負(fù)荷跟蹤恢復(fù)正常。將高低壓缸軸封壓力調(diào)整至30 kPa左右并穩(wěn)定，軸封投運(yùn)成功。

2.5 投運(yùn)抽真空系統(tǒng)

為驗(yàn)證抽真空系統(tǒng)的抽真空能力，需要將3臺(tái)真空泵一起投運(yùn)，在抽真空過程中若是真空達(dá)不到要求，則需要進(jìn)行查漏檢查。軸封投運(yùn)成功后，啟動(dòng)3臺(tái)凝汽器真空泵，關(guān)閉真空破壞閥，凝汽器開始拉真空，凝汽器真空緩慢上升，現(xiàn)場(chǎng)開始查漏。檢查發(fā)現(xiàn)真空泵A入口負(fù)壓過大且電機(jī)電流偏小。現(xiàn)場(chǎng)初步判斷是因?yàn)榇舜卧囼?yàn)是凝汽器首次抽真空，凝汽器中和隔離邊界閥后很多污垢、鐵銹、雜物等都被吸入了真空泵口，導(dǎo)致入口濾網(wǎng)有堵塞現(xiàn)象。停運(yùn)A泵，做好安措后，打開泵入口發(fā)現(xiàn)入口濾網(wǎng)堵塞并有破損，更換濾網(wǎng)再次投運(yùn)后真空泵入口負(fù)壓和電流恢復(fù)正常。后依次停運(yùn)B、C泵清理入口濾網(wǎng)。當(dāng)凝汽器真空到了-20 kPa左右時(shí)，主控室發(fā)現(xiàn)盤車電流在59%～74%之間開始擺動(dòng)，大軸偏心也間斷性擺動(dòng)。檢查發(fā)現(xiàn)低壓缸排氣溫度已上升至70 ℃以上。原因?yàn)榇藭r(shí)真空并不高，而軸封蒸汽投入時(shí)間過長，導(dǎo)致低壓缸排氣溫度升高，過度膨脹，引起對(duì)中偏移，導(dǎo)致盤車電流、偏心等擺動(dòng)過大。手動(dòng)打開了低壓缸噴淋，降低排氣溫度，盤車電流及偏心值回歸正常范圍。經(jīng)過6個(gè)小時(shí)左右的抽真空過程，凝汽器真空最高至并可以維持在-97.6 kPa，達(dá)到了此次抽真空的目標(biāo)數(shù)值，依次停運(yùn)所有真空泵。抽真空試驗(yàn)成功。

2.6 真空破壞

將在真空建立試驗(yàn)、真空系統(tǒng)檢漏全部完成后，在主控室打開3個(gè)真空破壞閥，破壞凝汽器真空，大約30 min后凝汽器真空降為0，抽真空試驗(yàn)結(jié)束。

2.7 系統(tǒng)恢復(fù)

做完試驗(yàn)后，依次停運(yùn)軸封系統(tǒng)、停運(yùn)盤車和凝結(jié)水。

3 結(jié)語

此次抽真空試驗(yàn)是由調(diào)試、運(yùn)行、維修、建安等部門和單位組成專項(xiàng)小組協(xié)作完成，各專業(yè)相互配合。工前會(huì)上，試驗(yàn)總指揮認(rèn)真組織各個(gè)單位、系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人，進(jìn)行技術(shù)交底，分析試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，并確定了小問題現(xiàn)場(chǎng)處理、遇到不能及時(shí)處理的問題停止試驗(yàn)的基本原則。在處理完閥桿漏氣逆止閥問題后的第二次工前會(huì)上，認(rèn)真總結(jié)前一天的良好實(shí)踐并提出了一些需要改進(jìn)的地方。此次試驗(yàn)投運(yùn)系統(tǒng)和試驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較多，很多試驗(yàn)也是首次進(jìn)行，期間也遇到了一些問題，經(jīng)過專項(xiàng)組的共同努力，問題一一解決，順利地完成了海陽核電1號(hào)機(jī)組的首次抽真空試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] HY1-CMS-TSH-552.1號(hào)機(jī)凝汽器首次抽真空方案[Z].

[2] HY1-CMS-M3-001.凝汽器抽真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書[Z].