核取樣間噪音異常原因淺析

劉巍

摘 要：在機組運行期間，核取樣房間噪音達100dB（A）左右，不符合GB12348-2008工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準。經(jīng)過現(xiàn)場檢查，設(shè)備冷卻水系統(tǒng)供給核取樣系統(tǒng)的冷卻水流量超過系統(tǒng)設(shè)計手冊的要求，但根本原因一直不清楚，本文通過收集電站的歷史信息，對比設(shè)計文件和上游程序，逐步分析造成該問題的根本原因，并給出一些解決方案。

關(guān)鍵詞：核取樣；冷卻；噪音；調(diào)節(jié)閥

中圖分類號： TM623 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）21-192-2

1 背景

核取樣系統(tǒng)主要為一回路液體和氣體集中取樣進行設(shè)計的。樣品主要從反應堆冷卻劑系統(tǒng)、廢液處理系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器二次側(cè)和蒸發(fā)器排污系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)進行抽取。樣品被送到N293房間或N294房間。

設(shè)備冷卻水的主要功能是：冷卻核島的各種熱交換器。

通過設(shè)備冷卻水系統(tǒng)流程圖可知（見圖1）流經(jīng)147/148/149VN的設(shè)備冷卻水對下游核取樣系統(tǒng)的13個低溫冷083RF）進行冷卻，13個低溫冷卻器均為管殼式換熱器，包含一回路各系統(tǒng)，溫控閥的作用是通過對管側(cè)溫度的監(jiān)控實現(xiàn)對殼側(cè)設(shè)備冷卻水流量的控制。

根據(jù)現(xiàn)場反饋，在機組運行期間，N293和N294房間噪音達100dB（A）左右，已不符合GB12348-2008工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準。經(jīng)過現(xiàn)場檢查，設(shè)備冷卻水系統(tǒng)供給核取樣系統(tǒng)的冷卻水流量超過系統(tǒng)設(shè)計手冊的要求，流量孔板已無法滿足此時工況。

根據(jù)上述問題，現(xiàn)場將進行一個流量調(diào)節(jié)試驗，將設(shè)備冷卻水148VN隔離閥作為調(diào)節(jié)閥使用，以確定現(xiàn)場降低核取樣間的噪音方案是否可行。

2 試驗方案評價

2.1 試驗方案系統(tǒng)分析

將設(shè)備冷卻水148VN隔離閥作為調(diào)節(jié)閥使用，據(jù)系統(tǒng)設(shè)計手冊查詢可知以上13個低溫冷卻器設(shè)計流量合計為4.8t/h。關(guān)小148VN，控制流量至設(shè)計范圍，經(jīng)試驗現(xiàn)場噪音由100dB（A）左右降至70dB，通過試驗證實可以短時間內(nèi)實現(xiàn)降低下游設(shè)備冷卻水的流量，達到降低噪音的效果。

但設(shè)備冷卻水系統(tǒng)共提供2656m3/h的冷卻水，13臺REN低溫冷卻器僅需要4.8m3/h的設(shè)備冷卻水流量，而設(shè)備冷卻水系統(tǒng)其它用戶的載荷的調(diào)節(jié)變化將對核取樣系統(tǒng)的冷卻流量造成影響。作為核取樣系統(tǒng)13臺低溫冷卻器總調(diào)節(jié)閥148VN，需頻繁調(diào)節(jié)其開度以保證核取樣系統(tǒng)冷卻水流量在設(shè)定值之內(nèi)，增加現(xiàn)場人員工作負荷。

設(shè)備冷卻水系統(tǒng)中，設(shè)備冷卻水的溫度并非恒定而是隨氣候及外界海水的溫度變化而變化，因此下游低溫冷卻器需要設(shè)備冷卻水流量也并非恒定，一切將取樣流體冷卻到設(shè)計要求的溫度為目的。在原設(shè)計中并非需要人為時時調(diào)節(jié)，低溫冷卻器下游的溫控閥通過對管側(cè)（核取樣流體側(cè)）溫度的監(jiān)控實現(xiàn)對殼側(cè)（設(shè)備冷卻水側(cè)）流量的控制。

通過查詢系統(tǒng)設(shè)計手冊可知13個核取樣系統(tǒng)低溫冷卻器管側(cè)（核取樣流體側(cè)）被冷卻后的溫度設(shè)計值應為35℃。通過2011年5月至2012年5月現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)一次冷卻后部分溫度已經(jīng)降至35℃以下，而后又進行二次冷卻。如果溫控閥運行正常，則該溫控閥應保持最小流量，但現(xiàn)場實際反饋溫控閥全開。說明溫控閥已經(jīng)完全失去隨核取樣流體溫度隨時調(diào)節(jié)設(shè)備冷卻水流量的功能。如果該故障被處理，則熱交器的設(shè)備冷卻水流量可能會恢復至正常設(shè)計流量，達到降低噪音的效果。

2.2 設(shè)備冷卻水148VN作為調(diào)節(jié)閥的可行性

設(shè)備冷卻水148VN屬于蝶閥，本身為隔離閥門類，經(jīng)查詢設(shè)計資料可知，此閥門為閥座帶有橡膠，閥瓣為不銹鋼的軟密封蝶閥。此類閥門優(yōu)點是密封性能好，缺點是密封橡膠容易老化、磨損、使用壽命短。

如蝶閥148VN作為調(diào)節(jié)閥使用，通過查詢閥門圖紙（見圖2）可知閥門手柄具有定位效果，可實現(xiàn)閥門部分開放，但此類閥門的密封橡膠容易因為沖刷效應將會導致密封效果下降。

通過查詢歷史維修檢修記錄，發(fā)現(xiàn)同類型蝶閥作為調(diào)節(jié)閥使用，密封橡膠因沖刷效應損壞確實發(fā)生過，因此148VN若長期作為調(diào)節(jié)閥使用，其密封橡膠易沖刷損壞會對其密封性造成影響（閥門內(nèi)漏）。148VN內(nèi)漏會導致其隔離功能失效，無法實現(xiàn)原設(shè)計中的隔離功能，如果現(xiàn)場需要進行熱交換器檢修時，不得不擴大隔離邊界，造成維修時間及工作量大大增加。

因此，雖然148VN隔離閥可在短時間內(nèi)實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用，但長時間由其代替調(diào)節(jié)閥使用，容易導致閥門的密封橡膠損壞。

3 結(jié)論

綜上所述，關(guān)小RRI148VN可以減少REN系統(tǒng)低溫冷卻器中的RRI冷卻水流量，使流量恢復設(shè)計值。但此方案不可取，因存在以下缺陷：

①蝶閥經(jīng)長期沖刷后密封性失效（內(nèi)漏），造成設(shè)備損壞，無法實現(xiàn)隔離功能。

②正常運行工況下，148VN作為13臺低溫冷卻器總調(diào)節(jié)閥，需頻繁調(diào)節(jié)其開度以保證冷卻后核取樣流體的溫度在設(shè)定值之內(nèi)，增加現(xiàn)場人員工作量。

4 解決方案

溫控閥的失效是設(shè)備冷卻水的流量偏大的根本原因，因此恢復現(xiàn)場溫控閥正常運行是解決該問題最有效方法，由于現(xiàn)場溫控閥失效多年，通過維修恢復閥門正常功能已經(jīng)不可能，同類型閥門的生產(chǎn)也可能已經(jīng)停止，現(xiàn)場更換新的閥門也不可行，尋找同類型閥門進行換型替代可能是最有效的方法。

若溫控閥維修和替代無法進行時，為了解決REN低溫換熱器中流量過大的問題，可以考慮在13臺低溫冷卻器用戶的上游母管處增加自動調(diào)節(jié)閥，實時其下游冷卻水的自動流量，同時不改變原148VN的隔離功能，最大限度的實現(xiàn)原設(shè)計功能。

參 考 文 獻

[1] 盧士勛，制冷與空氣調(diào)節(jié)技術(shù)[J].上海：上?？茖W普及出版社，1991.

[2] NRC，“Potential Impact of Debris Blockage on Emergency Recirculation During Design Basis Accident at Pressurized-Water Reactors”， Generic Letter 2004-02 ，[R]U.S， 2004.

[3] V.Jain，X.He，Y-M.Pan，”Corrosion Rate Measurements and Chemical Speciation of Corrosion Products Using Thermodynamics Modeling of Debris Components to Support GSI-191，NUREG/CR-6873[R]U.S， April 2005.