核電廠發(fā)電機氫氣系統(tǒng)常見泄漏原因分析及防范措施探析

摘要：受我國經(jīng)濟加速發(fā)展影響，民眾的生活水平有了明顯的提高，日常生活用電量需求也大幅度提升，同時對使用電的品質(zhì)也有相應(yīng)的高標準要求。為有效提高民眾用電質(zhì)量，發(fā)電廠的配電發(fā)電設(shè)備就必須分秒不間斷的工作，而電廠設(shè)備的工作是否良好關(guān)系著發(fā)電廠的產(chǎn)能。如今許多發(fā)電廠主要使用氫冷發(fā)電設(shè)備完成發(fā)電工作，而這種設(shè)備是依靠氫氣體系來使設(shè)備正常運行的，氫氣體系是否能順利工作關(guān)系著設(shè)備的每個結(jié)構(gòu)順利工作的效率。

關(guān)鍵詞：氫氣;泄漏;防范措施;發(fā)電機

引言：發(fā)電機正常運行依靠的是發(fā)電機各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)平衡作用，一旦發(fā)生發(fā)電機漏氫現(xiàn)象就使電機組無法安全運行。能引起發(fā)電機漏電情況的原因有很多，因此若想保證發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)，就必須加強對發(fā)電設(shè)備的檢查維修工作，將漏氫情況有效控制。從漏氫原因出發(fā)，提出發(fā)電機漏氫的解決措施，幫助發(fā)電廠提高發(fā)電機的實際產(chǎn)能。

一、發(fā)電設(shè)備漏氫的部位分析

一般來說，發(fā)電設(shè)備有兩個部分容易發(fā)生氫泄漏。首先是發(fā)電機主體部件的氫泄漏。另一個是發(fā)電機主體外輔助系統(tǒng)的氫泄漏。第一種現(xiàn)象發(fā)生主要涉及到發(fā)電機的四個系統(tǒng)，包括：水電連接管件和冷卻系統(tǒng)，發(fā)電機的密封瓦和側(cè)面回油管件接頭的系統(tǒng)，氫氣制冷器循環(huán)水系統(tǒng)，還有發(fā)電機的密封系統(tǒng)。發(fā)電機本體外部系統(tǒng)的漏氫主要包括管路的閥門和表計、分離器、氫冷器干燥裝置等[1]。

二、發(fā)電機氫氣泄漏的原因分析

1、冷水系統(tǒng)方面

在發(fā)電機正常運作時，定冷水的壓力要低于氫氣壓力，所以發(fā)電機本體內(nèi)部若發(fā)生定冷水系統(tǒng)的泄漏情況，則會導(dǎo)致發(fā)電機的漏氫故障，氫氣會從發(fā)電機的內(nèi)部逐漸泄漏至整個定冷系統(tǒng)，使定冷水的水箱承受更大的壓力而自行從排氮的回路中排出[2]。

原因分析：在定子線棒的接頭處焊接時，因操作工人技藝不精，造成焊接不牢，出現(xiàn)焊接點虛連現(xiàn)象，造成了漏水?？招牡膶?dǎo)線各接口點及轉(zhuǎn)角或換位處斷裂漏水，這種情況一般是采購人員未按照安裝說明購買標準規(guī)格的導(dǎo)線，造成因空心銅線質(zhì)量不過關(guān)，繞組一端部位無法固定，在高頻振動時，各導(dǎo)線調(diào)換位置加工時產(chǎn)生了初始裂痕，裂紋逐漸變大，最后引起泄漏。絕緣引水管件漏水，一般絕緣引水管件本身磨破較嚴重時也會有漏水現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是配置的引水管件未按標準購買，管件質(zhì)量差，管內(nèi)壁有漏眼，還有一個原因是在運行過程中因絕緣引水管件過長與發(fā)電機內(nèi)部一些金屬部位摩擦導(dǎo)致引水管件磨損嚴重發(fā)生的漏水現(xiàn)象[3]。引水管件連接口處若螺母未擰緊則容易松動從而導(dǎo)致水管漏水現(xiàn)象。

2、密封油系統(tǒng)方面

發(fā)電機的密封瓦之間的間隙若過大會加大發(fā)電機的漏氫量。在發(fā)電機正常運作時，檢修工人應(yīng)對密封瓦檢修工作引起足夠的重視，嚴格把好安全關(guān)。發(fā)電機的密封方式多采用單流環(huán)式，在差壓閥正常工作時，其會自主跟蹤和控制油壓，保證氫油壓差控制在0.05±0.02Mpa，密封瓦裝置的特點是氫側(cè)與空側(cè)是共同使用一個進油路，只有回油時是分路的，兩股油在密封瓦的中心點分開，各自順著獨立的油路完成循環(huán)系統(tǒng)。

原因分析：密封瓦的瓦座封條因劣質(zhì)問題或風化現(xiàn)象使密封條無法封閉，瓦座出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象。若密封瓦整體裝置磨損嚴重或變形也會使其密封性降低。若密封瓦與連軸頸端有磨損，使密封瓦間隙變大，也可造成漏氫現(xiàn)象。在密封油系統(tǒng)正常工作的情況下，平衡閥工作也一切正常是不會出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象的，反之，若平衡閥不能正常工作，如氫側(cè)油在溶解大量氫氣后油壓大于空側(cè)區(qū)的油壓，同時空側(cè)油會向外界泄漏氫氣，也是造成漏氫現(xiàn)象的原因。氫側(cè)油的回油箱位置若自動補、排氣閥不能正常運作，則會造成氫側(cè)油向空側(cè)油流竄，引起情況較嚴重的攜帶漏氫。密封瓦的支座位置和發(fā)電機的端蓋、中間環(huán)之間的密封或注膠被損壞，也會使氫氣通過密封瓦流竄到外端的軸承室[4]。

3、氫冷器方面

原因分析：氫氣冷化器裝置內(nèi)的管件正常運轉(zhuǎn)時氫壓力會高于冷水壓力，若發(fā)生管子漏氫情況會直接造成氫氣冷化器的虹吸出現(xiàn)破損。冷動器裝置的結(jié)合面螺栓若未擰緊或擰緊的方法不正確。氫氣冷動器的結(jié)合面密封墊若出現(xiàn)老化現(xiàn)象，不能起到密封作用[5]。氫氣冷動器裝置內(nèi)部銅管被長期腐蝕未及時保養(yǎng)也有泄漏危險。

4、機殼結(jié)合面方面

原因分析：發(fā)電機的機殼結(jié)合面主要指：端蓋及機座的結(jié)合部分、上端蓋和下端蓋的結(jié)合部分、固定端蓋的螺孔、套管法蘭和套管臺板間的結(jié)合部分、溫度計的進出風口結(jié)合部分等。

當結(jié)合面螺栓未擰緊或緊固的方式不對時易造成漏氫現(xiàn)象。結(jié)合面密封處所使用的密封墊老化情況嚴重，不能起密封作用時，造成的漏氫現(xiàn)象。

5、轉(zhuǎn)子漏氫

原因分析：發(fā)電機的轉(zhuǎn)子線圈引線因螺栓未緊固或密封不實導(dǎo)致轉(zhuǎn)子泄漏。

三、漏氫處理措施

1、定冷水系統(tǒng)一旦出現(xiàn)漏氫現(xiàn)象必須停機處理。在機組正常運轉(zhuǎn)情況下保證氫水的壓差正常，確保氫壓定要大于水壓，防止水進一步泄漏進入到發(fā)電機內(nèi)部。

2、密封油系統(tǒng)漏氫現(xiàn)象需通過微調(diào)密封油運轉(zhuǎn)的情況來減少漏氫量，調(diào)整好密封油的差壓閥，保證油氫差壓正常。

3、氫冷器漏氫現(xiàn)象發(fā)生時應(yīng)及時停機，將各部分管件詳細檢測查漏，若發(fā)現(xiàn)漏氫現(xiàn)象不嚴重則采取堵管方式處理，若漏氫現(xiàn)象已經(jīng)非常嚴重，有大量的氫氣泄漏則必須更換氫氣冷情卻器。

4、發(fā)電機端蓋或閥門法蘭、管道管件等泄漏，可通過緊固法蘭、更換相應(yīng)閥門、給發(fā)電機端蓋法蘭注膠等方法進行處理，之后，在大修或停機時進行徹底修理。

5、發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一旦發(fā)生漏氫現(xiàn)象，只能采取停機換件，或更換相應(yīng)位置的密封填料來處理。

結(jié)語：

通常發(fā)電機發(fā)生氫泄漏故障所需維修時間較長，對發(fā)電機的工作產(chǎn)生重大影響。為規(guī)避這一現(xiàn)象發(fā)生，在安裝發(fā)電設(shè)備時，為了確保發(fā)電機和氫氣系統(tǒng)的合理安全設(shè)置，必須注意嚴格的質(zhì)量控制。在日常工作中，發(fā)電漏氫故障時，應(yīng)及時加強對設(shè)備的巡視排查工作，盡量減少檢修時間。若漏氫量加大時應(yīng)及時安排檢查處理，在處理時工作人員應(yīng)嚴格按照相關(guān)說明進行工作，提高檢修技能，并嚴格執(zhí)行安全隱患措施，這樣才能減少發(fā)電機漏氫故障發(fā)生的頻率。

參考文獻：

[1]楊泰.300MW發(fā)電機氫冷器泄漏分析及防范措施[J].機電信息，2020（12）：65+67.DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2020.12.031.

[2]劉小齊，陳安德.高壓PFF103/105氣井閘閥入庫檢驗泄漏原因分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2017，33（08）：49-52.

[3]李云飛.高壓加熱器鋼管泄漏原因分析[J].云南電力技術(shù)，2010，38（06）：63+76.

[4]李波，張偉，范文剛.高壓蒸汽發(fā)生器泄漏原因分析及改造措施[J].石油和化工設(shè)備，2009，12（06）：39-42.

[5]黃益軍.基于游客體驗的旅游景區(qū)產(chǎn)品設(shè)計研究——以紹興沈園為例[J].德州學院學報，2008，24（06）：74-78.

作者簡介：余澤潭、?性別：男、 民族：漢族、?籍貫： 陜西商州、?出生年月：1992.11、?學歷：本科、 職稱：助理工程師、?單位：福建福清核電有限公司（福建福清）、研究方向：核電維修機械專業(yè)