三門(mén)核電調(diào)試期間主汽輪機(jī)系統(tǒng)保養(yǎng)方案分析

摘 ? 要：本文介紹三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間汽輪機(jī)、汽水分離再熱器（以下簡(jiǎn)稱MSR）和凝汽器內(nèi)部腐蝕情況，并分析保養(yǎng)方案編制的必要性;重點(diǎn)論述調(diào)試期間主汽輪機(jī)系統(tǒng)熱風(fēng)保養(yǎng)方案，包括三種保養(yǎng)方案介紹和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析;對(duì)熱風(fēng)保養(yǎng)效果進(jìn)行總結(jié)論述;對(duì)其他核電機(jī)組調(diào)試期間汽輪機(jī)、MSR和凝汽器的聯(lián)合保養(yǎng)有較好的借鑒和參考意義。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) ?汽水分離再熱器 ?凝汽器 ?保養(yǎng)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TM623 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（a）-0087-03

三門(mén)核電是首個(gè)采用目前世界最先進(jìn)的第三代壓水堆技術(shù)的核電項(xiàng)目，廠址坐落于浙江省臺(tái)州市三門(mén)縣六敖鎮(zhèn)貓頭山半島上。項(xiàng)目一期工程按照兩臺(tái)1251MWe核電機(jī)組設(shè)計(jì)建造，遠(yuǎn)期規(guī)劃容量共六臺(tái)125萬(wàn)kV核電機(jī)組。三門(mén)核電一期工程常規(guī)島主設(shè)備由哈電集團(tuán)和日本三菱重工聯(lián)合供貨。本文中論述的主汽輪機(jī)系統(tǒng)包括高壓缸和低壓缸，以及與缸體直接連接的主要設(shè)備和管道，如MSR、凝汽器、冷再熱蒸汽管道和熱再熱蒸汽管道。

三門(mén)核電一期工程1號(hào)機(jī)組于2009年3月29日完成核島FCD（澆灌第一罐混凝土）里程碑節(jié)點(diǎn)，且隨著時(shí)間推移，項(xiàng)目建設(shè)不斷取得新的進(jìn)展，常規(guī)島主汽輪機(jī)系統(tǒng)于2014年10月16日完成安裝工作，正式由建安移交調(diào)試。但是，由于核島設(shè)計(jì)和設(shè)備等原因使三門(mén)項(xiàng)目工期延長(zhǎng)，距離機(jī)組商運(yùn)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，調(diào)試期間主汽輪機(jī)系統(tǒng)處于并將長(zhǎng)期處于停用狀態(tài)。為了預(yù)防和減少設(shè)備腐蝕，保證系統(tǒng)和設(shè)備正常運(yùn)行，需要做好系統(tǒng)和設(shè)備停運(yùn)期間的維護(hù)保養(yǎng)工作。主汽輪機(jī)系統(tǒng)保養(yǎng)方案主要是針對(duì)高壓缸和低壓缸，同時(shí)包含與汽輪機(jī)直接相連的MSR和凝汽器，以及冷、熱再熱蒸汽管道。

1 ?保養(yǎng)必要性

機(jī)組在安裝和調(diào)試階段，系統(tǒng)和設(shè)備不具備機(jī)組運(yùn)行條件，將長(zhǎng)期處于停（備）用狀態(tài)，容易發(fā)生腐蝕。設(shè)備腐蝕將對(duì)核電站造成重大危害和影響，同時(shí)威脅電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，三門(mén)現(xiàn)場(chǎng)存在多個(gè)設(shè)備腐蝕因素，且已發(fā)生設(shè)備腐蝕事件。為了減少設(shè)備腐蝕、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須重視安裝和調(diào)試階段系統(tǒng)和設(shè)備的保養(yǎng)工作，及時(shí)編制和實(shí)施保養(yǎng)方案對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行有效保養(yǎng)。

三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)、MSR和凝汽器在設(shè)備檢查中都發(fā)生過(guò)不同程度的腐蝕事件。2012年建安階段進(jìn)行MSR現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，在切除MSR管道設(shè)備接口包裝端蓋后，發(fā)現(xiàn)B列MSR 殼體頂部區(qū)域腐蝕嚴(yán)重[1]。此外，1號(hào)機(jī)組凝汽器內(nèi)部檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)凝汽器殼體、殼體支撐以及內(nèi)部1號(hào)低壓加熱器保護(hù)層等都產(chǎn)生不同程度的腐蝕[2]。

2 ?熱風(fēng)保養(yǎng)方案

關(guān)于聯(lián)合熱風(fēng)保養(yǎng)方案，送風(fēng)口的選擇對(duì)方案實(shí)施至關(guān)重要。根據(jù)設(shè)備內(nèi)部機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，有三個(gè)送風(fēng)口可供選擇，分別為凝汽器、低壓缸和MSR。若從凝汽器送風(fēng)，熱風(fēng)由下而上自然流動(dòng)，成本最低，但影響后續(xù)調(diào)試活動(dòng)，且開(kāi)啟和恢復(fù)的人孔門(mén)數(shù)量較多，工作量較大;若從低壓缸送風(fēng)，保養(yǎng)效果徹底，而成本最高，此外開(kāi)啟和恢復(fù)的人孔門(mén)數(shù)量多，工作量大，異物進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)大;若從MSR送風(fēng)，熱風(fēng)流向與蒸汽走向一致，對(duì)蒸汽實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流作用，成本也較低，且開(kāi)啟和恢復(fù)的人孔門(mén)數(shù)量少，工作量小。根據(jù)分析對(duì)比，三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)、MSR和凝汽器聯(lián)合熱風(fēng)保養(yǎng)最終采用從冷再管人孔門(mén)和MSR殼體封頭兩側(cè)送風(fēng)，由高壓缸平衡孔和凝汽器喉部人孔出風(fēng)。

從MSR殼體封頭和冷再管人孔門(mén)進(jìn)行送風(fēng)，則出風(fēng)口為高壓缸平衡孔、凝汽器喉部人孔。一方面，熱風(fēng)從六個(gè)冷再管人孔門(mén)進(jìn)入，通過(guò)冷再熱蒸汽管道流入高壓缸，然后從高壓缸平衡孔流出;另一方面，熱風(fēng)從A/B列MSR四個(gè)封頭人孔門(mén)進(jìn)入，通過(guò)熱再熱蒸汽管道進(jìn)入低壓缸，然后向下流動(dòng)進(jìn)入凝汽器，最后從A/B/C列凝汽器三個(gè)喉部人孔流出。

熱風(fēng)先后流經(jīng)MSR、低壓缸和凝汽器，與機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)蒸汽流向一致，流通性和保養(yǎng)效果好[3];此外，熱風(fēng)自上而下流動(dòng)，非但不會(huì)影響二回路沖洗和蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水壓試驗(yàn)等調(diào)試活動(dòng)，還會(huì)對(duì)試驗(yàn)期間向上流動(dòng)的蒸汽實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流作用，熱風(fēng)和蒸汽一起從凝汽器喉部人孔流出，減少進(jìn)入低壓缸和MSR的蒸汽量，降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn);熱風(fēng)機(jī)數(shù)量需要6臺(tái)（冷再管2臺(tái)，每列MSR 2臺(tái)），所需風(fēng)機(jī)較少，成本較低;開(kāi)啟和恢復(fù)的人孔門(mén)數(shù)量較少，工作量較小。方案示意圖如圖1所示。

3 ?保養(yǎng)效果

3.1 濕度監(jiān)測(cè)

通過(guò)監(jiān)測(cè)出風(fēng)口濕度，可以直觀地觀察熱風(fēng)保養(yǎng)的效果。2015年3月份連續(xù)20d濕度記錄表，由于環(huán)境濕度較大，熱風(fēng)機(jī)實(shí)行24h投運(yùn)。由濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以繪制濕度監(jiān)測(cè)曲線，如圖2所示。

從圖2可得出如下結(jié)論，熱風(fēng)保養(yǎng)效果良好，各個(gè)出風(fēng)口濕度均小于50%，滿足保養(yǎng)要求;圖中有兩天由于熱風(fēng)機(jī)上游電源進(jìn)行負(fù)荷切換試驗(yàn)，未能投運(yùn);出風(fēng)口的濕度接近環(huán)境濕度，大于50%，無(wú)法滿足保養(yǎng)要求;通過(guò)濕度監(jiān)測(cè)曲線對(duì)比可知，無(wú)論出風(fēng)口是高壓缸平衡孔還是凝汽器喉部人孔，上午的平均濕度都大于下午。原因是因?yàn)橐归g環(huán)境溫度較低，濕度較大，對(duì)設(shè)備內(nèi)部的濕度產(chǎn)生影響。

3.2 設(shè)備檢查

按照保養(yǎng)方案要求，聯(lián)合熱風(fēng)保養(yǎng)方案實(shí)施后，需要定期進(jìn)入汽輪機(jī)、MSR和凝汽器內(nèi)部檢查腐蝕情況，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：設(shè)備內(nèi)部干燥無(wú)積水，尤其是MSR內(nèi)部容易積水區(qū)域和部件，包括分離器區(qū)域、蒸汽走廊、疏水槽、殼體底部等，均無(wú)明顯積水;設(shè)備內(nèi)部整體情況良好，未發(fā)現(xiàn)新腐蝕區(qū)域;部分區(qū)域設(shè)備表面存在的浮銹，腐蝕情況未加劇;之前產(chǎn)生腐蝕并完成除銹的部位，未發(fā)現(xiàn)二次腐蝕，如圖3所示。

濕度監(jiān)測(cè)表明設(shè)備內(nèi)部濕度得到了有效控制，設(shè)備內(nèi)部檢查結(jié)果說(shuō)明熱風(fēng)保養(yǎng)可以預(yù)防和減少設(shè)備內(nèi)部腐蝕。綜上所述，三門(mén)核電汽輪機(jī)、MSR和凝汽器聯(lián)合熱風(fēng)保養(yǎng)方案可行，且保養(yǎng)效果良好。

4 ?結(jié)語(yǔ)

（1）由于設(shè)備腐蝕存在較大危害性，且三門(mén)現(xiàn)場(chǎng)存在多個(gè)腐蝕因素，汽輪機(jī)、MSR和凝汽器已發(fā)生過(guò)不同程度的腐蝕事件，故必須及時(shí)編制和實(shí)施一份合理完善的保養(yǎng)方案，對(duì)汽輪機(jī)、MSR和凝汽器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，預(yù)防和減少設(shè)備內(nèi)部再次腐蝕;

（2）氮?dú)獗ｐB(yǎng)方案存在諸多難點(diǎn)和弊端，而熱風(fēng)保養(yǎng)方案可以快速、有效降低濕空氣相對(duì)濕度，防止?jié)窨諝饫淠伤?，從而預(yù)防和減少設(shè)備腐蝕，三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組主汽輪機(jī)系統(tǒng)采用熱風(fēng)保養(yǎng)方案;

（3）主汽輪機(jī)系統(tǒng)保養(yǎng)存在三種方案可供選擇，通過(guò)對(duì)比分析，從MSR送風(fēng)能夠保證熱風(fēng)流向與蒸汽走向一致，對(duì)蒸汽實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流作用，成本也較低，且開(kāi)啟和恢復(fù)的人孔門(mén)數(shù)量少，工作量小。該方案充分考慮有效、合理、易行和經(jīng)濟(jì)四個(gè)因素，可以采用;

（4）三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組主汽輪機(jī)系統(tǒng)保養(yǎng)方案已經(jīng)實(shí)施，通過(guò)濕度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)備定期檢查結(jié)果，證明保養(yǎng)方案可行，且保養(yǎng)效果良好;

（5）三門(mén)核電1號(hào)機(jī)組調(diào)試期間汽輪機(jī)、MSR和凝汽器聯(lián)合保養(yǎng)方案已經(jīng)順利進(jìn)行，且方案實(shí)施和執(zhí)行已趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)其他核電機(jī)組調(diào)試期間汽輪機(jī)、MSR和凝汽器的聯(lián)合保養(yǎng)有較好的借鑒和參考意義。

參考文獻(xiàn)

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