核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障分析

趙紅崗 張俊媛 肖小力

摘 要：導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障的原因較多，如果不能夠及時的采取有效的措施進行處理，將會給核電站的運行埋下重大的安全隱患。因此，為了保證核電站運行的安全性、穩(wěn)定性和卡考性，文章分析了導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)溫度高故障的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：核電站；應(yīng)急柴油機；潤滑油系統(tǒng)；溫度高故障；措施

中圖分類號：TM623 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0105-02

1 概 述

應(yīng)急電源是核電站電源供給系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)急電源在當(dāng)核電站主電源、輔電源失電時啟動，為核電站系統(tǒng)以及設(shè)備供電，以此保證反應(yīng)堆能夠安全的停運，同時提供應(yīng)急照明，由此可見應(yīng)急電源的重要性。應(yīng)急柴油機作為核電站應(yīng)急電源的關(guān)鍵部分，其運行質(zhì)量直接關(guān)系到應(yīng)急電源的運行水平，當(dāng)應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)高溫故障后，會導(dǎo)致應(yīng)急電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，一旦核電站反應(yīng)堆電源供給系統(tǒng)出現(xiàn)故障，反應(yīng)堆內(nèi)部發(fā)生裂變產(chǎn)生的剩余能量不能夠順利的到處，不僅會燒毀燃料元件，還會導(dǎo)致大量的放射性物質(zhì)擴散到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

為了保證應(yīng)急電源系統(tǒng)能夠安全、高效的運行，就必須對應(yīng)急柴油機潤滑系統(tǒng)高溫故障的原因進行分析，并采取針對性的措施進行處理。因此，文章針對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障的原因 分析

2.1 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)熱交換器換熱效率低

如果低溫冷卻水系統(tǒng)中有非常多的空氣，將會影響低溫冷卻水系統(tǒng)流量的均勻性，導(dǎo)致應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)熱交換器效率低的問題，熱交換器的換熱效率受到溫度變化以及工作介質(zhì)比熱的影響，例如，板式熱交換器，影響換熱效率的主要因素包括工作價值自身的傳熱效率、流動方向、價值的工作壓力以及換熱片的傳熱效率。

由于在例行檢查的過程中并沒有對換熱器進行完全的檢查和清理，導(dǎo)致低溫冷卻水系統(tǒng)中存在大量的空氣，通過試驗的方式能夠檢測到低溫冷卻水系統(tǒng)是否存在壓力波動的問題，如果存在則表明低溫冷卻水系統(tǒng)中存在一定量的空氣，如果不能夠及時的排除，將會導(dǎo)致熱交換器換熱效率降低的問題。

2.2 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫控閥開度不足

導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫控閥開度不足的原因主要包括兩個方面，即運動部件移動出現(xiàn)卡澀以及溫控閥開度不足，具體表現(xiàn)為以下幾個方面。

2.2.1 運動部件移動過程中出現(xiàn)卡澀問題

導(dǎo)致運動部件移動過程中出現(xiàn)卡澀問題的原因主要包括

①潤滑油比較臟，導(dǎo)致運動部件在移動中出現(xiàn)卡澀問題；

②密封件被剪切，導(dǎo)致運動部件出現(xiàn)卡澀問題；

③導(dǎo)向部件和運動部件存在機械干涉問題。

在對運動部件進行檢查過程中并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的磨損痕跡，但是在檢查其他溫控閥時發(fā)現(xiàn)由于部件加工過程匯總基準(zhǔn)面的垂直度不符合要求，導(dǎo)致頂絲和導(dǎo)向桿之間存在相互干涉的問題，主要原因包括頂絲不同心、溫敏元件、壓蓋等，指標(biāo)桿與防塵罩之間的間隙非常小，相互之間產(chǎn)生干涉，導(dǎo)致卡澀問題的發(fā)生，導(dǎo)向桿彎曲產(chǎn)生一定的變形，導(dǎo)致導(dǎo)向部件和運動部件出現(xiàn)相互干涉的問題。

2.2.2 溫控閥開度不足

核電站通常會在應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫控閥內(nèi)部設(shè)置若干溫敏元件，并且所有的溫敏元件中都包含復(fù)位彈簧以及熱敏元件。

熱敏元件通常安裝在核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)閥門口位置，其作用是對混合后的潤滑油溫度進行感應(yīng)，以此控制閥門的開度。如果潤滑油的溫度超過54 ℃，則在熱敏元件的控制下打開所有的溫控閥門，切斷對熱油的供應(yīng)，以此將核電站應(yīng)急超有機潤滑油系統(tǒng)中所有的潤滑油都流入到熱交換器中，當(dāng)所有的潤滑油都冷卻之后，在將冷卻后的潤滑油返回到柴油機潤滑油系統(tǒng)中，這樣能夠顯著的降低核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫度；如果潤滑油的溫度超過43 ℃，則熱敏元件的膨脹力會超過彈簧，在膨脹力的作用下打開溫控閥門，由熱交換器對過熱的潤滑油進行冷卻，然后將冷卻后的潤滑油重新注入到核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的回路中；如果潤滑油的溫度小于43 ℃，則關(guān)閉所有的閥門，將所有的潤滑油全部都注入到核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的油水熱交換器中，盡可能的將系統(tǒng)溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

由此可見，溫控閥會對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫度產(chǎn)生一定的影響，當(dāng)溫控閥開度不足時，將會導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)出現(xiàn)溫度升高的問題。

2.3 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)運動部件異常磨損

基于對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其運動部件主要包括曲軸連桿組件、活塞連桿組件以及氣閥搖臂組件等，運動部件的數(shù)量相對較多，并且結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜。但是，從核電站系統(tǒng)的整體來說，把應(yīng)急柴油機系統(tǒng)當(dāng)作一個熱源。因此，核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)各個運動部件的運行狀況，可以通過核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)總發(fā)熱量進行分析。

傳熱公式表示為：

Q=CM△T

公式中M是流量、Q是熱量、△T是溫度的增量。

由此可知，相對于相同的工作價值與冷卻流量，核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的發(fā)熱量可以采用出口潤滑油的溫度進行反映。

3 解決核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障的 措施

3.1 針對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)熱交換器換熱效 率低問題的措施

通過試驗的方式能夠檢查出冷卻水系統(tǒng)是否存在壓力波動的問題，進而判斷低溫冷卻水系統(tǒng)內(nèi)部是否存在空氣。由于決定熱交換器換熱效率的因素包括換熱片的傳熱效率以及介質(zhì)的工作壓力。

因此，當(dāng)?shù)蜏乩鋮s水系統(tǒng)中存在有空氣時，將會導(dǎo)致熱交換器出現(xiàn)冷卻能力降低的問題，針對該種現(xiàn)象應(yīng)該對低溫冷卻水系統(tǒng)進行排氣，通常進行兩次，這樣能夠把低溫冷卻水系統(tǒng)中的空氣排除干凈，以此保證低溫冷卻水系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定的運行，進而保障其冷卻能力。

3.2 針對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫控閥開度不足 問題的措施

為了解決核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫控閥開度不足的問題，應(yīng)該從以下幾個方面入手：

①針對溫敏元件檢查的方法進行改進，溫敏元件傳統(tǒng)的檢查方法采用檢驗定制進行閥門運行狀態(tài)的全程控制，在進行原檢查方法改進時，應(yīng)該借助工作經(jīng)驗以及同類型閥門的范闊，再結(jié)合設(shè)備的實際特性以及應(yīng)用位置進行改進，具體表現(xiàn)為：當(dāng)檢查溫度小于49 ℃時，應(yīng)該將溫控閥開度控制在8 mm以上，當(dāng)溫度超過54 ℃時，應(yīng)該將溫控閥的開度控制在18 mm以上，當(dāng)溫度在44 ℃以下，時，應(yīng)該將溫控閥的開度控制在0 mm

以上；

②由于溫敏元件膨脹力不足導(dǎo)致的溫控閥開度不足或者無法完全打開的問題，則應(yīng)該重新教研溫敏元件，以此保證溫敏元件具有足夠的膨脹力，進而保障其能夠正常的膨脹動作。

3.3 針對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)運動部件異常磨 損問題的措施

當(dāng)溫控閥的頂絲與導(dǎo)向桿出現(xiàn)摩擦?xí)r，會導(dǎo)致出現(xiàn)溫控閥難開啟的問題，針對該種現(xiàn)象應(yīng)該進一步的擴大頂絲控制，這樣能夠保證所有的溫敏元件能夠正常、自如的移動，盡可能的避免出現(xiàn)頂絲與導(dǎo)向桿摩擦導(dǎo)致的運動卡澀問題，以此保證核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)可以正常、穩(wěn)定的運行。

具體實施的過程中，應(yīng)該將頂絲內(nèi)孔由φ6擴大至φ8，這樣能夠保證紋面元件自由的移動，避免出現(xiàn)卡澀的問題。

4 結(jié) 語

總而言之，應(yīng)急柴油機作為核電站應(yīng)急電源系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)發(fā)生溫度高故障時，將會影響應(yīng)急電源系統(tǒng)的運行水平，會給核電站的運行安全埋下嚴(yán)重的安全隱患。文章針對導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障的原因和相對對策進行了分析，獲得以下結(jié)論：

結(jié)論1：針對低溫冷卻水系統(tǒng)存在空氣導(dǎo)致的熱交換器冷卻效率降低的問題，應(yīng)該對低溫冷卻水系統(tǒng)進行二次排氣，將低溫冷卻水中的空氣排除干凈，能夠有效的提高低溫冷卻水系統(tǒng)的冷卻能力。

結(jié)論2：針對溫控閥溫敏元件膨脹力不足導(dǎo)致的溫控閥開度不足的問題，則應(yīng)該對文敏元件進行重新檢驗，并對原來的溫敏元件檢查方法進行改進，以此保證溫敏元件具有足夠的膨脹力。

結(jié)論3：針對導(dǎo)向桿和頂絲碰磨導(dǎo)致的閥門開啟難問題，則應(yīng)該進一步的擴大原頂絲的內(nèi)控，以此保證溫敏元件能夠正常、自如的移動，避免因為運動部件磨損導(dǎo)致的潤滑油系統(tǒng)溫度升高的問題。

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