秦山二廠汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中2號(hào)循環(huán)水泵跳閘的分析

韓健

【摘要】本文對(duì)秦山第二核電廠汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中2號(hào)循環(huán)水泵（CRF002PO）故障跳閘后對(duì)機(jī)組的影響進(jìn)行分析，并提出為保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行需要運(yùn)行人員進(jìn)行的干預(yù)操作。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；沖轉(zhuǎn)；循環(huán)水泵；干預(yù)

一、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)組狀態(tài)

汽輪機(jī)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)組核功率一般維持在12-14%，控制棒處于手動(dòng)控制方式。由于一回路處于過(guò)熱狀態(tài)，反應(yīng)堆的熱量主要由汽機(jī)旁路系統(tǒng)GCT-c帶出。在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，GCT-c處于壓力控制模式，一般GCT-c的第一組閥GCT121VV會(huì)全開(kāi)、GCT117VV有部分開(kāi)度。此時(shí)蒸汽發(fā)生器由主給水系統(tǒng)APA供水，水位調(diào)節(jié)處于小閥控制的自動(dòng)方式，除氧器處于定壓運(yùn)行模式，已切換至主蒸汽系統(tǒng)VVP提供蒸汽，汽機(jī)軸封也已切至VVP供汽。

二、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)CRF002PO跳閘的風(fēng)險(xiǎn)分析

CRF002PO的跳閘信號(hào)：

（1）循環(huán)水泵潤(rùn)滑油壓力低（<1.0bar.g）；

（2）失去6.0KV電源；

（3）啟動(dòng)7min內(nèi)，連通閥關(guān)時(shí)對(duì)應(yīng)通道的任一只虹吸破壞閥開(kāi)啟或連通閥開(kāi)時(shí)任一通道的任一虹吸破壞閥開(kāi)啟；

（4）啟動(dòng)7min后，連通閥關(guān)時(shí)對(duì)應(yīng)通道的所有虹吸破壞閥都開(kāi)啟或連通閥開(kāi)時(shí)任一通道的所有虹吸破壞閥都開(kāi)啟；

（5）手動(dòng)停運(yùn)。

在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，上述的1、2、4三個(gè)信號(hào)，可能會(huì)導(dǎo)致CRF002PO跳閘。

1、凝汽器鈦管損壞風(fēng)險(xiǎn)

由于我廠安裝時(shí)的問(wèn)題，CRF002PO實(shí)際上是為凝汽器A列水室供水，由于CRF002PO跳閘，使凝汽器A列喪失CRF冷卻水。此時(shí)凝汽器熱阱的熱量來(lái)源有兩個(gè)：一個(gè)為汽機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)入凝汽器的殘余做功蒸汽；另一個(gè)蒸汽旁路系統(tǒng)經(jīng)噴淋減溫后的水或者汽。雖然凝汽器汽側(cè)相連，真空不至于迅速惡化，仍能靠CVI抽真空來(lái)維持（可能會(huì)導(dǎo)致備用真空泵啟動(dòng)），但是此時(shí)相當(dāng)于反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量大部分都進(jìn)入了沒(méi)有冷卻的凝汽器A列熱阱，對(duì)凝汽器鈦管造成嚴(yán)重威脅。承受蒸汽或者高溫水汽沖擊的鈦管，由于管壁厚度不夠或不均勻，極易造成鈦管脹接處損壞或破裂。鈦管破裂后必須停機(jī)進(jìn)行檢修堵管處理，否則繼續(xù)運(yùn)行一是會(huì)造成海水進(jìn)入二回路，導(dǎo)致二回路水質(zhì)惡化，對(duì)蒸汽發(fā)生器和二回路設(shè)備造成苛性腐蝕，損壞設(shè)備，機(jī)組由于水質(zhì)條件限制無(wú)法滿(mǎn)功率運(yùn)行甚至停堆；二是會(huì)造成熱交換效率下降。最終由于機(jī)組的停運(yùn)檢修會(huì)導(dǎo)致電廠的經(jīng)濟(jì)效益受到影響。

汽機(jī)旁路系統(tǒng)GCT-c的第一組閥（GCT121VV、GCT117VV、GCT113VV）和第二組閥（GCT115VV、GCT119VV、GCT123VV）都是排放至凝汽器A列。在沖轉(zhuǎn)時(shí)，GCT-c的第一組閥部分開(kāi)啟以帶出一回路的熱量，此時(shí)經(jīng)過(guò)噴淋減溫的旁路蒸汽進(jìn)入喪失冷卻水的凝汽器的A列。雖可通過(guò)關(guān)閉第一組蒸汽旁路系統(tǒng)排放閥前的手動(dòng)隔離閥來(lái)阻止蒸汽的排放，但此時(shí)GCT-c處于壓力控制模式，第二組閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，仍是排放到凝汽器A列，并沒(méi)有解決對(duì)鈦管的威脅。GCT-c壓力模式閉鎖第三組閥的開(kāi)啟，所以此時(shí)凝汽器B列并不能接收旁路排放蒸汽。所以，此時(shí)只能通過(guò)降低反應(yīng)堆功率，并將一回路的熱量切換至大氣排放系統(tǒng)GCT-a進(jìn)行排放，以阻止對(duì)凝汽器和鈦管的威脅。

2、輔助冷卻水系統(tǒng)SEN泵氣蝕導(dǎo)致常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)SRI失去冷卻、汽機(jī)軸承損壞的風(fēng)險(xiǎn)

CRF002PO跳閘后，對(duì)應(yīng)的輔助冷卻水系統(tǒng)入口閥SEN002VC會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。但是由于SEN002VC動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（大概2分鐘左右），會(huì)導(dǎo)致SEN泵入口大量積氣，造成SEN泵出力不足，電流下降，甚至泵氣蝕。此時(shí)機(jī)組沖轉(zhuǎn)若處于臨界轉(zhuǎn)速區(qū)附近，極有可能由于CRF002PO跳閘導(dǎo)致凝汽器A列真空環(huán)境惡化，汽輪機(jī)軸系受力不均，汽機(jī)由于軸承振動(dòng)高或脹差大而跳閘。由于SEN泵出力不足，會(huì)造成SRI水溫升高，此時(shí)汽機(jī)惰轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油得不到足夠的冷卻，軸承溫度上升，造成軸承損壞甚至燒毀的事故發(fā)生。同時(shí)，SRI水溫上升，還會(huì)影響其他相應(yīng)負(fù)荷，造成相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行異常。

三、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)時(shí)CRF002PO跳閘后的運(yùn)行干預(yù)

干預(yù)處理的總原則是保證機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定，確保設(shè)備的安全，避免上述風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。根據(jù)規(guī)程將機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定后進(jìn)行缺陷的處理。

1）CRF002PO跳閘后主控會(huì)出現(xiàn)CRF006AA（CRF002PO跳閘）報(bào)警，一名操縱員根據(jù)報(bào)警卡AACRF001進(jìn)行故障的判別和處理；二回路操縱員繼續(xù)負(fù)責(zé)監(jiān)視汽輪機(jī)的運(yùn)行情況和相關(guān)報(bào)警，關(guān)注低壓缸排氣溫度等凝汽器相關(guān)參數(shù)；一回路操縱員監(jiān)視一回路相關(guān)參數(shù)無(wú)異常。

2）關(guān)注汽輪機(jī)是否由于軸承振動(dòng)高或脹差大而自動(dòng)跳閘（否則立即手動(dòng)打閘），一回路操縱員迅速插棒，以降低反應(yīng)堆功率，減少旁路蒸汽向凝汽器A列的排放。

同時(shí)降低到核功率10%FP P10（P7）以下，也是為了保證在處理事故的過(guò)程中不會(huì)由于與P7相與的邏輯信號(hào)出現(xiàn)而導(dǎo)致停堆（反應(yīng)堆共有6個(gè)信號(hào)與P7信號(hào)相與產(chǎn)生停堆信號(hào)）。降功率過(guò)程中，二回路密切監(jiān)視蒸汽發(fā)生器水位，及時(shí)與一回路操縱員協(xié)調(diào)，防止由于插棒過(guò)快而造成蒸汽發(fā)生器水位收縮而停堆，最終將核功率降至2%以下。與此同時(shí)，二回路操縱員將大氣排放閥GCT132/134VV置于“L”方式，將定值調(diào)至當(dāng)前壓力值，并將GCT401RC定值緩慢上調(diào)至7.6MPa，由GCT-a帶出堆芯熱量。

3）按照GS3規(guī)程進(jìn)行打閘后的操作，確認(rèn)汽輪機(jī)交流潤(rùn)滑油泵GGR003PO和高壓密封備用油泵GGR010PO運(yùn)行正常，頂軸油泵在相應(yīng)轉(zhuǎn)速正確投運(yùn)，油溫正常，汽機(jī)排汽口噴淋系統(tǒng)CAR噴淋閥正常開(kāi)啟，汽輪機(jī)惰轉(zhuǎn)至“0”后迅速投入盤(pán)車(chē)，停運(yùn)汽機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)GFR油泵。

4）CRF002PO跳閘后，根據(jù)報(bào)警卡進(jìn)入ICRF001規(guī)程，檢查CRF002PO跳閘后的自動(dòng)動(dòng)作正確，安排常規(guī)島人員迅速對(duì)SEN泵進(jìn)行排氣，保證SEN泵的正常運(yùn)行。若常規(guī)島人力不足，可從其他崗位調(diào)派人手進(jìn)行支援。若SEN泵已氣蝕損壞，應(yīng)密切關(guān)注SRI水溫和汽輪機(jī)軸承溫度及軸承回油溫度，必要時(shí)對(duì)SRI進(jìn)行換水操作。若汽輪發(fā)電機(jī)組任何一軸承瓦塊金屬溫度大于112℃，或軸承回油溫度大于82℃，需立即破壞真空。

5）機(jī)組狀態(tài)穩(wěn)定后，聯(lián)系維修人員對(duì)CRF002PO跳閘原因進(jìn)行檢查，并安排相應(yīng)隔離進(jìn)行檢修。同時(shí)按照保守決策的原則，可關(guān)閉GCT-c進(jìn)入凝汽器A列閥門(mén)的手動(dòng)隔離閥，將ADG和軸封的供汽切換至SVA。若檢修時(shí)間較長(zhǎng)，可將主給水系統(tǒng)APA供水切至輔助給水系統(tǒng)ASG供水，并關(guān)閉主蒸汽隔離閥。