CRF系統(tǒng)簡(jiǎn)介及汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中一臺(tái)CRF泵跳閘的應(yīng)對(duì)

劉世光

【摘 要】本文簡(jiǎn)單介紹了秦山第二核電廠的CRF系統(tǒng)的功能組成及運(yùn)行方式，同時(shí)對(duì)汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中跳閘一臺(tái)CRF泵時(shí)的工況進(jìn)行了分析，給出了個(gè)人的一些見解。

【關(guān)鍵詞】功能；組成；運(yùn)行；跳閘；應(yīng)對(duì)

1 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)的功能是通過兩條帶有連通管的管道向下列設(shè)備提供必需的冷卻水流量：

——凝汽器，以保證其一定的真空度（過冷度）以滿足發(fā)電的需要。

——常規(guī)島輔助冷卻水系統(tǒng)（SEN），以帶走常規(guī)島設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。

循環(huán)水通過取水口，輸水隧道，水閘門，格柵，鼓形濾網(wǎng)，循環(huán)水泵后通過GD溝供給凝汽器和常規(guī)島輔助冷卻水系統(tǒng)后，通過排水渠，跌落井，排出口閘門井排入海中。

2 系統(tǒng)組成

CRF系統(tǒng)由系列A和系列B兩條回路組成，每條回路提供正常運(yùn)行和汽輪機(jī)旁路使用時(shí)冷卻機(jī)組所需冷卻水量的一半。每條回路提供經(jīng)過濾的海水以冷卻三臺(tái)凝汽器的傳熱管束。 它主要由下列設(shè)備組成：

——兩個(gè)系列共用的取水頭部及閘門井；

——兩個(gè)系列共用的DN4200的輸水隧道；

——兩組閘門和加氯框；

——兩個(gè)帶有垃圾耙斗的固定式攔污柵；

——一個(gè)具有兩檔轉(zhuǎn)速的鼓形濾網(wǎng)；

——由一根DN200總管連通兩個(gè)機(jī)組的鼓形濾網(wǎng)沖洗系統(tǒng)，它包括：兩根沖洗管線，一臺(tái)深井泵，沖洗管道和噴嘴；

——由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（6kV）和減速箱驅(qū)動(dòng)的，具有鋼筋混凝土渦室的離心泵；

——一條由泵站向汽輪機(jī)廠房輸送冷卻水的壓力管道，泵房?jī)?nèi)為DN2800鋼管，泵房外為Ф3000現(xiàn)澆鋼筋混凝土管，進(jìn)汽輪機(jī)廠房之前采用DN2800玻璃鋼管外包鋼筋混凝土，該管道在泵房?jī)?nèi)與另一系列由一根DN2200的管道連通，連通管上設(shè)有閥門；

——常規(guī)島輔助冷卻水（SEN）系統(tǒng)的吸入口管線連接在該管道上；

——三根將循環(huán)水供給凝汽器冷卻用水的接管；

——三臺(tái)并聯(lián)的帶有出口水室的凝汽器；

——一組虹吸破壞裝置；

——三條將出口水室與出水管連接的循環(huán)水管；

——一條由汽輪機(jī)廠房接至室外排水暗渠的玻璃鋼管外包鋼筋混凝土；

——兩個(gè)系列共用的一條排水暗渠，排水暗渠設(shè)有帶溢流堰的跌落井以及排出口閘門井。輔助冷卻水的出水管與該系統(tǒng)回路出水管相連。

3 系統(tǒng)運(yùn)行

3.1 格柵除污機(jī)

每臺(tái)格柵除污機(jī)的運(yùn)行分三種模式：停止模式，強(qiáng)制模式和自動(dòng)模式，目前兩臺(tái)機(jī)組的格柵除污機(jī)均放在停止位置，當(dāng)格柵除污機(jī)前后壓差超過0.2mH2O時(shí)通過就地控制箱上的升降按鈕進(jìn)行就地控制，當(dāng)兩組水位壓差計(jì)有一組大于0.3mH2O時(shí)，引起主控室報(bào)警。

3.2 鼓形濾網(wǎng)

正常運(yùn)行工況下，每個(gè)系列的鼓形濾網(wǎng)為：A系列為CRF201TF；B系列為CRF202TF。兩臺(tái)鼓形濾網(wǎng)均投入運(yùn)行。鼓形濾網(wǎng)采用雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)鼓形濾網(wǎng)前后壓差控制鼓形濾網(wǎng)轉(zhuǎn)速，正常情況下每個(gè)系列的鼓形濾網(wǎng)在自動(dòng)方式下以低速投入運(yùn)行。當(dāng)鼓形濾網(wǎng)前后兩臺(tái)壓差計(jì)之一超過0.2mH2O時(shí)發(fā)出高速運(yùn)行信號(hào)，高速15m/min；當(dāng)兩臺(tái)壓差計(jì)均小于0.2mH2O時(shí)，經(jīng)延時(shí)切換至低速運(yùn)行，低速為5m/min。如果壓差值繼續(xù)增加，達(dá)到0.3mH2O（1/2邏輯），則向主控室發(fā)出第一次報(bào)警（高壓差報(bào)警），此時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)鼓形濾網(wǎng)進(jìn)行檢查。如果壓差值進(jìn)一步增加達(dá)到0.5mH2O（1/2邏輯），則向主控室發(fā)出第二次報(bào)警（高高壓差報(bào)警），此時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)采取緊急措施。

3.3 反沖洗水泵

鼓形濾網(wǎng)配有反沖洗系統(tǒng)，反沖洗水泵為深井泵（立式多級(jí)泵），反沖洗水噴嘴位于鼓形濾網(wǎng)外，由外向內(nèi)對(duì)鼓形濾網(wǎng)進(jìn)行沖洗。每臺(tái)機(jī)組有兩臺(tái)反沖洗水泵，正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)泵在運(yùn)行，備用泵電源抽出，出口閥關(guān)閉，反沖洗水泵之間采用定期手動(dòng)切換。通過擴(kuò)展以后，兩臺(tái)機(jī)組的CRF反沖洗水管道連通，并且CRF反沖洗可以為作為SEC鼓形濾網(wǎng)反沖洗水的備用。

3.4 循環(huán)水泵

正常運(yùn)行工況下，每臺(tái)機(jī)組的兩臺(tái)循環(huán)水泵（CRF001/002PO）均以低速方式運(yùn)行。循環(huán)水泵為立式離心泵，由SEP水并以SEA生水作為備用水源供給軸密封，有橡膠充氣密封將機(jī)械密封隔離可實(shí)現(xiàn)維護(hù)操作而不需要關(guān)閉相應(yīng)的閘門、閥門和排空水渠，壓縮空氣由SAT系統(tǒng)供給。

CRF循環(huán)水泵啟動(dòng)條件：

1）鼓形濾網(wǎng)以低速投入運(yùn)行至少5min；

2）虹吸破壞閥都在關(guān)閉位置；

3）潤(rùn)滑油溫不小于10℃；

4）潤(rùn)滑油壓>1.3bar；

5）無維修密封充氣的壓力信號(hào)；

6）無泵軸承冷卻水流量低信號(hào)；

7）無電機(jī)冷卻水流量低信號(hào)。

3.5 頂蓋排水泵

軸密封泄漏由自動(dòng)控制的電動(dòng)頂蓋排水泵排出，頂蓋排水泵是一自帶浮子的潛水泵，其供電電源來自LKH的帶接觸器的抽屜開關(guān)，泵的啟?？繋ч_關(guān)的浮子進(jìn)行控制。就地還設(shè)有一臺(tái)泵作為頂蓋排水泵的備用泵（技改增加的），當(dāng)頂蓋水位高時(shí)，用就地的插座電源供電，手動(dòng)控制啟停，如果這兩臺(tái)泵均故障，則外加臨時(shí)泵進(jìn)行排水。當(dāng)排水泵故障時(shí)，頂蓋水位上漲到一定高度以后，在泵軸的旋轉(zhuǎn)作用下水會(huì)沿泵軸向上流動(dòng)，進(jìn)到下部油箱內(nèi)，會(huì)使下部油箱油質(zhì)變差、乳化，影響到循環(huán)水泵的運(yùn)行。

3.6 油壓蝶閥

循環(huán)水泵出口設(shè)有油動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的蝶閥，循環(huán)水泵啟動(dòng)，延時(shí)2秒，油壓蝶閥勻速開啟；循環(huán)水泵停運(yùn)，油壓蝶閥關(guān)閉。關(guān)閉是分兩段進(jìn)行的：90°-20°，20秒；20°-0°，40秒，油壓蝶閥可以通過就地控制柜就地控制。

正常運(yùn)行時(shí)CRF系統(tǒng)參數(shù)：

循環(huán)水泵出口壓力 15.19/19.38m

循環(huán)水泵電機(jī)冷卻水SRI流量 402 L/min

循環(huán)水泵流量 14/19m3/s

循環(huán)水泵電機(jī)冷卻器壓降 40kPa

循環(huán)泵軸承/密封冷卻/沖洗水流量 9l/min

循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速 206/248rpm

循環(huán)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速 480/590rpm

4 汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中跳閘一臺(tái)CRF泵的應(yīng)對(duì)

汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，機(jī)組所處的狀態(tài)：1）一回路14%FP核功率且控制棒處于手動(dòng)狀態(tài)；2）蒸汽發(fā)生器水位由ARE242/243VL小閥自動(dòng)控制；3）GCT-c處于壓力模式且GCT401RC為就地模式，設(shè)定值7.4MPa.g。此時(shí)一回路的熱源主要有兩臺(tái)主泵和14%FP的核功率，二回路主要負(fù)荷有GCT-c、ADG除氧和CET軸封等用汽。根據(jù)一二回路熱平衡，GCT-c的第一組閥GCT121VV全開，GCT117VV有部分開度狀態(tài)，若此時(shí) CRF002PO跳閘，每個(gè)凝汽器失去半側(cè)（正好對(duì)應(yīng)的GCT121/117/113/115/119/123VV側(cè)）CRF冷源?，F(xiàn)以工況最惡劣的GCT121VV全開中的凝汽器C為分析對(duì)象，做個(gè)粗略計(jì)算。

查水蒸汽物性參數(shù)，此焓值大約是55℃的飽和蒸汽，對(duì)應(yīng)飽和壓力15.8Kpa.a。若此時(shí)凝汽器C真空能維持在15.8Kpa.a以下，那么前面假設(shè)“GCT-c排放的蒸汽經(jīng)過減溫水降溫充分混合后，得到單相飽和蒸汽”是基本成立的，即充分混合后能得到單相蒸汽，計(jì)算結(jié)果表明符合GCT-c減溫水設(shè)計(jì)要求：將GCT-c旁排降溫到80℃以下。據(jù)此我們可以消除GCT-c蒸汽排放時(shí)對(duì)凝汽器C的溫度沖擊顧慮。那么現(xiàn)在需要考慮的是CRF002PO跳閘后，在凝汽器C中，是否有能力將流量為99.9kg/s，55℃的飽和蒸汽凝結(jié)成水？這里不再繁瑣計(jì)算，做個(gè)簡(jiǎn)單比較：正常滿功率運(yùn)行時(shí)，CRF跳一臺(tái)循環(huán)泵，凝汽器是有能力冷卻450MWe時(shí)的乏汽，因此凝汽器C是有能力將流量為99.9kg/s，55℃的飽和蒸汽凝結(jié)成水的。根據(jù)以上粗略計(jì)算，汽機(jī)沖轉(zhuǎn)過程中，CRF002PO跳閘時(shí)，可有以下兩種不同的應(yīng)對(duì)方式。

方案一：CRF002PO跳閘后，參照I CRF001規(guī)程：

1）暫停沖轉(zhuǎn)操作，在DEH中“HOLD”，若此時(shí)正好是共振區(qū)，等沖過共振區(qū)再“HOLD”；

2）確認(rèn)CRF002PO對(duì)應(yīng)的虹吸破壞閥CRF608/610/612VC開啟；

3）確認(rèn)CRF002PO對(duì)應(yīng)的CVI抽氣電動(dòng)閥CVI002/004/006VA自動(dòng)關(guān)閉；

4）確認(rèn)CRF002PO至SEN系統(tǒng)供水閥SEN002VC自動(dòng)關(guān)閉；

5）確認(rèn)CRF聯(lián)通閥CRF105VC關(guān)閉；

6）關(guān)注SEN泵運(yùn)行情況，若出現(xiàn)電流下降或波動(dòng)情況，進(jìn)行SEN系統(tǒng)排氣操作；

7）若SRI溫度過高，進(jìn)行SRI換水操作；

8）繼續(xù)執(zhí)行D34沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作，盡快并網(wǎng)升功率；

9）密切監(jiān)視凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽機(jī)振動(dòng)、潤(rùn)滑油溫、CAR低壓缸排汽溫度、汽機(jī)差脹、汽機(jī)軸位移等重要參數(shù)，一旦達(dá)到限值，停止沖轉(zhuǎn)操作，手動(dòng)打閘停機(jī)。

方案二：CRF002PO跳閘后，參照I CRF001和I6規(guī)程：

1）停止沖轉(zhuǎn)操作，手動(dòng)打閘停機(jī)；

2）一回路手動(dòng)插棒到2%FP核功率，二回路密切關(guān)注蒸汽發(fā)生器水位，核功率到2%FP時(shí)，將GCT-c切換到GCT-a，維持一回路平均溫度在292.8℃左右，手動(dòng)控制蒸汽發(fā)生器在零負(fù)荷水位；

3）確認(rèn)GGR003/010PO啟動(dòng)；

4）確認(rèn)CRF002PO對(duì)應(yīng)的虹吸破壞閥CRF608/610/612VC開啟；

5）確認(rèn)CRF002PO對(duì)應(yīng)的CVI抽氣電動(dòng)閥CVI002/004/006VA自動(dòng)關(guān)閉；

6）確認(rèn)CRF002PO至SEN系統(tǒng)供水閥SEN002VC自動(dòng)關(guān)閉；

7）確認(rèn)CRF聯(lián)通閥CRF105VC關(guān)閉；

8）關(guān)注SEN泵運(yùn)行情況，若出現(xiàn)電流下降或波動(dòng)情況，進(jìn)行SEN系統(tǒng)排氣操作；

9）若SRI溫度過高，進(jìn)行SRI換水操作；

10）隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的下降，依次投入GGR頂軸油泵和盤車。

綜上所述，對(duì)于任務(wù)比較緊或沖轉(zhuǎn)到即將并網(wǎng)升功率時(shí)，可考慮使用方案一。因?yàn)橐坏┎⒕W(wǎng)升功率，GCT-c的開度也隨之減小。另外在處理CRF002PO跳閘過程中，最好有專人監(jiān)視凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽機(jī)振動(dòng)、潤(rùn)滑油溫、CAR低壓缸排汽溫度、汽機(jī)差脹、汽機(jī)軸位移等重要參數(shù)，一旦達(dá)到限值，停止沖轉(zhuǎn)操作，手動(dòng)打閘停機(jī)。而方案二則相對(duì)保守安全，應(yīng)盡快減少GCT-c的開度，將GCT-c切換到GCT-a。另外GCT-c的開度信號(hào)參與蒸汽發(fā)生器的水位控制，整個(gè)過程要嚴(yán)密關(guān)注蒸汽發(fā)生器的水位。此外在I CRF001規(guī)程中功率降到450MWe后，需要關(guān)閉GCT-c手動(dòng)隔離閥并將限位開關(guān)松開，據(jù)前面不是很成熟的計(jì)算，這步操作是值得推敲的。此時(shí)發(fā)生停機(jī)，若GCT-c手動(dòng)隔離閥隔離，將因?yàn)镻16+C8+凝汽器不可用而停堆。

【參考文獻(xiàn)】

[1]核電廠中級(jí)運(yùn)行[Z].

[2]秦山第二核電廠CRF系統(tǒng)手冊(cè)[S].

[3]秦山第二核電廠I規(guī)程[S].

[責(zé)任編輯：田吉捷]