某核電廠凝汽器安裝階段典型故障及處理措施

童益華 羅賢龍 李祥奎 陳國軍

福建福清核電有限公司 福建 福清 350318

某核電廠二回路設(shè)計兩臺凝汽器，每臺凝汽器采用雙殼體、單流程、單背壓、表面式濕冷、鈦管凝汽器。該凝汽器由上喉部、下喉部、殼體、熱井、水室、凝汽器底部的支座、旁路擴散器、疏水?dāng)U容器等組成。每臺凝汽器共有八個水室，進出水側(cè)各四個，結(jié)構(gòu)形式為弧形，主體由碳鋼制造，內(nèi)部與海水接觸處涂有襯膠防腐，與管束端管板采用法蘭連接。

1. 典型故障及處理措施

1.1 水室襯膠破損

1.1.1 問題描述

在凝汽器汽側(cè)安裝時，檢查鈦管發(fā)現(xiàn)部分水室襯膠有破損，隨后目視檢查了所有水室襯膠情況，發(fā)現(xiàn)有4個水室襯膠共計有18處破損。由于凝汽器水室主要材料是鋼，不耐海水腐蝕，水室的襯膠層是水室抵御海水腐蝕的有效屏障。任何一處損傷，都有可能導(dǎo)致日后運行過程中水室被海水腐蝕、銹穿的危險。

1.1.2 原因分析

凝汽器水室在安裝前已經(jīng)完成現(xiàn)場開箱檢驗、防護工作，當(dāng)時未發(fā)現(xiàn)襯膠有任何破損處。但在安裝時完成與殼體法蘭連接后，發(fā)現(xiàn)多處襯膠出現(xiàn)破損。說明在安裝到殼體過程中，保護措施不到位，襯膠被異物打擊，造成了損傷。

1.1.3 處理措施

對18處襯膠損傷的地方進行修復(fù)，首先采用目測法、錘擊法、100%高頻電火花檢測確定需要修復(fù)范圍以及打磨要求。襯膠破損處用角向砂輪機輕輕打磨，打磨到?jīng)]有破損即可，周邊加工成30°坡口。然后用硬質(zhì)修補劑（橡膠專用修補膠泥）修補底層，待固化后進行打磨，用軟質(zhì)修補劑修補面層，待固化后打磨平整。最后用高頻電火花儀進行100%連續(xù)檢驗，檢測電壓15KV，測試結(jié)果無漏電。

1.1.4 改進建議

在凝汽器的安裝過程中，施工人員進入水室應(yīng)穿軟底鞋；在水室內(nèi)搭設(shè)腳手架等要在兩端固定上橡膠皮；鋒利或尖頭的工具、材料帶入水室內(nèi)一定要做好可靠的保護措施。

1.2 鈦管泄漏

1.2.1 問題描述

凝汽器在進行汽側(cè)灌水試驗時發(fā)現(xiàn)殼體模塊（三）有一根鈦管泄漏，管內(nèi)有水漏出。鈦管泄漏在運行會造成海水進入到凝汽器汽側(cè)中，造成汽側(cè)設(shè)備的腐蝕，而且會嚴重影響二回路的水質(zhì)。

1.2.2 原因分析

鈦管在出廠前都做過水壓試驗，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏?，F(xiàn)場根據(jù)該處鈦管的位置以及損傷的位置，分析主要有兩種原因造成鈦管的泄漏：一是該殼體模塊在運輸過程中出現(xiàn)了問題，鈦管被異物磕碰；二是鈦管就位后，在施工過程中有異物掉落碰傷鈦管。

1.2.3 解決方案

對損壞的鈦管進行拔管，檢查、修補端管板上已拔除冷卻管位置的管孔，合格后裝焊盲管，先進行脹管，采用手工脹接方式，脹接后管段不應(yīng)有起皮、皺紋、裂紋和偏斜等缺陷，再使用鈦絲焊接。工作完成后，對鈦管管口焊縫及周圍管口焊縫做PT檢查，后用橡膠堵頭封堵。該封堵方案操作簡單快捷，是凝汽器冷卻管受損問題的有效處理方式，具有較大的借鑒意義。

1.3 鈦管振動碰磨斷裂

1.3.1 問題描述

某電站3號機同型號凝汽器在某次機組100%甩負荷后發(fā)生海水泄漏進汽側(cè)空間，檢查發(fā)現(xiàn)模塊一頂部有2根冷卻管發(fā)生泄漏，隨后進行了臨時堵管處理。后續(xù)進凝汽器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)碰磨情況如下：碰磨主要發(fā)生在汽道迎流面部分鈦管，模塊一頂排共有19根，模塊四頂排共有12根。

1.3.2 原因分析

鈦管的裂紋性質(zhì)為疲勞裂紋，裂紋起源于鈦管內(nèi)表面、起源位置應(yīng)在焊縫處，裂紋的產(chǎn)生與振幅過大導(dǎo)致彎曲應(yīng)力過大有關(guān)。分析認為凝汽器冷卻管碰磨根本原因是旁路閥后參數(shù)較高、旁路蒸汽流量很大，凝汽器喉部空間有限，旁路投運時，喉部汽相流場的不均勻性有所增加，因氣流激振引起局部冷卻管振幅過大所致，存在局部渦流區(qū)。

1.3.3 處理措施

根據(jù)參考電站出現(xiàn)的情況，該核電廠凝汽器將采取加裝防磨條并進行局部預(yù)防性堵管方案。

對于管束模塊二、三，從第3跨至第21跨(共19跨)，在每跨管指la～3a,1b～3b頂部各安裝2層防磨條。對于管束模塊一、四，從第3跨至第21跨(共19跨)，在每跨管指1a～4a,lb～4b頂部安裝多層防磨條。加裝防磨條能改善凝汽器的振動情況，在不影響凝汽器性能的情況下，防止冷卻管間碰磨情況的發(fā)生。

在管束模塊一、四上的汽道2a底部進行局部堵管，汽道2b堵管數(shù)量同汽道2a，堵管位置與汽道2a沿管束中心線左右對稱，管束模塊二、三由于未出現(xiàn)碰磨現(xiàn)象，暫不實施堵管措施。

該類型凝汽器設(shè)計的時候已考慮鈦管堵管余量，數(shù)量約占鈦管總數(shù)量的5%左右，該種堵管方案對凝汽器換熱性能的影響分析如下堵管數(shù)量共計296根，凝汽器面積有73840m2降為73501m2，按設(shè)計背壓計算面積余量由8.9%變?yōu)?.64%，按實際面積反算凝汽器背壓由4.948kPa變?yōu)?.952kPa。從中可知，該堵管措施不影響凝汽器換熱性能。

2. 結(jié)束語

凝汽器安裝階段出現(xiàn)的問題需花費大量的人力物力消除缺陷，不僅影響安裝進度，還降低了安裝質(zhì)量，給凝汽器后期運行帶來隱患。在后續(xù)機組凝汽器的安裝過程中，我們應(yīng)積極吸取教訓(xùn)，總結(jié)經(jīng)驗，避免類似情況再次發(fā)生。