某核電機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段高壓加熱器隔離分析與對(duì)策

韓滔潮

摘 要：簡(jiǎn)要分析了核電機(jī)組調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)階段出現(xiàn)的高壓加熱器隔離問(wèn)題，提出了疏水量變化的關(guān)注因素，對(duì)比實(shí)際疏水與設(shè)計(jì)疏水的差異，以此判定隔離的根本原因，以期為工程實(shí)際建設(shè)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：核電廠；沖轉(zhuǎn)；高壓加熱器隔離；核電機(jī)組

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.030

高壓加熱器是電廠運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)高壓加熱器被隔離時(shí)，會(huì)導(dǎo)致給水溫度降低，進(jìn)而影響核島的利用效率。高壓加熱器隔離是核電廠調(diào)試運(yùn)行必須解決的問(wèn)題之一。

1 問(wèn)題起因

根據(jù)暖機(jī)暖管的需要，某核電機(jī)組在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)至390 rpm后投用了高壓加熱器系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“AHP系統(tǒng)”）。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由390 rpm至1 500 rpm升功率過(guò)程中，AHP601RE、AHP602RE高壓加熱器（以下簡(jiǎn)稱“高加”）殼側(cè)液位保護(hù)測(cè)點(diǎn)突然觸發(fā)高液位報(bào)警，引起AHP系統(tǒng)兩列高加同時(shí)被隔離。

2 AHP系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述

7#高壓加熱器（以下簡(jiǎn)稱“7#高加”）加熱蒸汽來(lái)源于高壓缸4級(jí)后，抽汽管線近汽輪機(jī)側(cè)設(shè)置抽汽逆止閥（GPV0751/0752VV）相對(duì)獨(dú)立的兩路到兩列的7#高加。另外，電動(dòng)隔離閥（AHP103/203VV，帶平衡閥AHP104/204VV）靠近加熱器，防止加熱器滿水后進(jìn)入抽汽管線，甚至是汽輪機(jī)。

6#高壓加熱器（以下簡(jiǎn)稱“6#高加”）加熱蒸汽來(lái)源于高壓缸6級(jí)后，抽汽管線近汽輪機(jī)側(cè)設(shè)置抽汽逆止閥（GPV0651/0652VV），經(jīng)逆止閥后分成兩路到兩列的6#高加，電動(dòng)隔離閥AHP101/201VV（帶平衡閥AHP102/202VV）靠近加熱器，經(jīng)逆止閥后分成兩路到兩列的6#高加（即AHP601/602RE），電動(dòng)隔離閥AHP101/201VV（帶平衡閥AHP102/202VV）靠近加熱器，同樣防止加熱器滿水后進(jìn)入抽汽管線，甚至是汽輪機(jī)。

水側(cè)由除氧器經(jīng)APA給水泵后分兩路分別進(jìn)入兩列6#高加，經(jīng)加熱后進(jìn)入7#加熱器，然后至給水集箱匯合，由ARE分配到3臺(tái)蒸汽發(fā)生器。

當(dāng)加熱器故障（疏水不暢、U形管破裂等原因使加熱器升至高三水位或因故解列）時(shí)，汽側(cè)水側(cè)隔離閥迅速關(guān)閉。為了確保蒸發(fā)器供水，電動(dòng)給水旁路閥AHP009VL打開，40%流量經(jīng)旁路，而60%流量通過(guò)另一列，如果兩列同時(shí)隔離，電動(dòng)旁路閥只能提供40%的流量。AHP008VL彈簧加載閥是備用的旁路閥，在AHP009VL失效的情況下，在滿足一定壓差條件后向蒸發(fā)器供水。

在AHP系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，7#高加疏水通過(guò)調(diào)節(jié)閥控制自流到6#高加，而6#高加疏水通過(guò)調(diào)節(jié)閥排往除氧器，正常疏水調(diào)節(jié)閥（AHP117/217/119/219VL）主要調(diào)節(jié)高加水位至正常水位。當(dāng)高加液位升至高一液位時(shí)，則疏水通過(guò)開啟危急疏水管路調(diào)節(jié)閥排水至凝汽器，危急疏水閥（AHP118/218/120/220VL）在高加液位達(dá)到高一液位時(shí)開啟，達(dá)到高二液位時(shí)全開。當(dāng)高加液位達(dá)到高三液位，則隔離此列高加的汽側(cè)和水側(cè)。高壓加熱器簡(jiǎn)化流程如圖1所示。

圖1 高壓加熱器工作流程圖

3 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)核查DCS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，AHP601RE、AHP602RE高加在高一液位突然提升至高三液位，用時(shí)約10 s，且在高三液位持續(xù)不長(zhǎng)，隨后20 s左右疏水恢復(fù)至正常水位。

經(jīng)汽輪機(jī)廠家確認(rèn)，在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，高壓缸至高加的水量不會(huì)超出穩(wěn)定工況的水量。經(jīng)高加廠家確認(rèn)，高一液位上升與高三液位之間的罐體容積約為1.55 m3。由熱平衡圖可知，滿功率時(shí)，高壓缸去6#、7#雙列高加的抽汽量為148.827 kg/s（由核電項(xiàng)目沖轉(zhuǎn)操作單可知，機(jī)組沖轉(zhuǎn)階段MSR疏水不進(jìn)高加，所以，6#高加的疏水量只考慮抽汽量），因此，單列6#高加的疏水量為74.42 kg/s。按照130 ℃（沖轉(zhuǎn)期間除氧器的給水溫度）水密度計(jì)算，滿功率時(shí)，10 s內(nèi)疏水至單列6#高加的最大容量約為0.80 m3，遠(yuǎn)小于高加從高一至高三液位殼側(cè)容積，所以，可以確認(rèn)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中高加出現(xiàn)的高三液位為虛假液位，不是高加實(shí)際的疏水量增加引起的，與液位的調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)關(guān)。

4 沖轉(zhuǎn)過(guò)程高加液位變化對(duì)比分析

分別選取核電機(jī)組在2015-11、2016-01、2016-04機(jī)組暖機(jī)（即汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速維持在390 rpm過(guò)程中）、機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程中（即汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?90 rpm升至1 500 rpm過(guò)程中）和機(jī)組沖轉(zhuǎn)后（即汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1 500 rpm過(guò)程中）高加液位的變化情況進(jìn)行對(duì)比、分析，具體如表1所示。

結(jié)合表1，經(jīng)分析可知：①機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程時(shí)間比較短，在此期間高加液位出現(xiàn)擾動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)峰值。②在機(jī)組暖機(jī)過(guò)程中，高加液位未明顯上升，基本穩(wěn)定。因此，可初步判斷，在機(jī)組暖機(jī)過(guò)程中，開啟高加運(yùn)行排汽（至除氧器）隔離閥不會(huì)對(duì)高加液位有明顯的影響。③2015-11，2016-01，機(jī)組沖轉(zhuǎn)后的高加液位均低于暖機(jī)時(shí)的高加液位，且機(jī)組沖轉(zhuǎn)后的高加液位均接近正常液位。④由表1可知，機(jī)組暖機(jī)前高加液位越高，沖轉(zhuǎn)

過(guò)程中的高加液位峰值越高。2016-01，暖機(jī)以及沖轉(zhuǎn)過(guò)程中6#、7#高加液位變化有相似的情況。⑤2015-11，2016-01，在機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，除氧器壓力略有波動(dòng)。在機(jī)組暖機(jī)過(guò)程中，7#高加抽汽母管壓力比6#高加略低，即在機(jī)組暖機(jī)過(guò)程中，7#高加無(wú)法正常疏水至6#高加。在機(jī)組暖機(jī)過(guò)程中、機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程中和機(jī)組沖轉(zhuǎn)后，6#高加抽汽母管壓力均低于除氧器的壓力，即整個(gè)機(jī)組暖機(jī)以及沖轉(zhuǎn)過(guò)程中6#高加無(wú)法正常疏水至除氧器。

5 結(jié)論和建議

由相關(guān)分析得出：①在某核電機(jī)組2016-04機(jī)組汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，高加出現(xiàn)的高三液位確定為虛假液位；②如果機(jī)組沖轉(zhuǎn)前投運(yùn)高加，則機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程中高加液位會(huì)出現(xiàn)一定程度的擾動(dòng)。

因此，建議在機(jī)組沖轉(zhuǎn)前通過(guò)6#、7#高加危急疏水管路調(diào)節(jié)控制殼側(cè)液位介于正常液位與低液位之間。在沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)過(guò)程中，主動(dòng)隔離高加汽側(cè)，僅投運(yùn)水側(cè)。在并網(wǎng)后，再逐步投運(yùn)高加汽側(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]廣東核電培訓(xùn)中心.900 MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：電子能出版社，2007.

〔編輯：白潔〕