核電站給水氧含量監測數據偏高的處理

李洪渡 張術勇

（中廣核陽江核電有限公司，廣東 陽江 529941）

0 引言

核電站給水中的溶解氧會腐蝕設備材料，腐蝕生成的氧化物進入蒸發器將增加淤泥量并可能產生氧化電位，會對蒸發器本體、管板脹接口、構件等造成腐蝕。核電站功率運行模式下給水中氧含量正常在1μg/L 以下，控制不當會影響二回路水質，可能加速蒸汽發生器的腐蝕并影響蒸汽發生器的使用壽命。

1 背景

某核電站機組在正常功率運行情況下，給水氧含量均小于1μg/L，但該核電站機組大修啟動后功率運行近一個月期間，給水氧含量監測數據一直在1μg/L 的期望值以上（未超過3μg/L 的限值），如圖1 所示。

圖1

2 問題分析及處理

核電站二回路主要工藝流程為凝結水抽取系統→低壓加熱器→給水除氧器→高壓加熱器→主給水系統→蒸汽發生器。給水氧含量監測的流程為：主給水管道取樣一次閥→一次冷卻架→二次冷卻架→氧表測量。

經過對上述系統的分析和以往經驗的總結，按照故障發生的幾率和處理工作的難易度，首先要分析二回路溶解氧的整體控制效果，其次要確認氧表測量的準確性，若氧表工作正常，則需對氧表的取樣管線進行查漏。

2.1 二回路存在空氣漏入

在給水氧含量監測數據偏高時，首先要根據凝結水抽取系統，給水除氧器系統和主給水系統三個系統的氧含量監測數據，分析二回路的密閉性和除氧器的運行狀況。給水為來自除氧器出口的除氧水，其氧含量應與除氧器基本一致。同時二回路空氣漏入主要發生在凝汽器等負壓設備，若凝汽器出水氧含量正常，則二回路整體發生空氣泄漏的幾率不大。

根據圖1 所顯示的趨勢，凝汽器出水氧含量在機組啟動后持續下降，說明凝汽器密封性良好，沒有明顯的空氣漏入，啟機初期凝汽器氧含量高應為相連管道殘水的影響，隨著運行時間的推移，殘水的影響在逐漸降低。除氧器的氧含量一直維持在0.3μg/L 左右，表明除氧器運行狀況良好。這種運行狀況下，給水的氧含量應該在期望值1μg/L以下，而實際卻超出了期望值，需進行分析處理。

2.2 氧表測量準確性

表1

確認氧表進樣參數：高溫和高壓水樣會損壞氧表探頭，流量過低會影響測量準確性，過高則可能溢流。給水氧表為ABB9435 型，該表的正常測量要求進樣參數見表1：

經確認，氧表流量為300mL/min，溫度為26℃，壓力正常，氧表樣水參數正常。

確認氧表測量準確性：確認氧表工作狀態時，不能頻繁標定氧表或更換氧表探頭，因為氧表標定工作后，雖然30min 內可以降低到10μg/L 以下級別的測量，但恢復至正常測量水平的1μg/L 左右則需要約5h 以上，這樣會造成氧表長時間不可用，延長查找原因的時間。使用便攜式氧表進行比對也不準確，因為便攜式氧表與系統連接沒有在線氧表與系統連接的嚴密性高，不可避免的存在微量的空氣漏入，很難測量至10μg/L 以下。

最科學的方法是使用除氧器氧表測量給水水樣，與給水氧表測量結果比對以進行驗證。驗證結果如表2 所示。

表2

由互相驗證的數據可以看出，給水氧表測量狀態正常，給水水樣含氧量確認偏高。

2.3 取樣管線進入空氣或富氧水

2.3.1 排除取樣管線殘存富氧水

在機組啟動初期，取樣系統投運時間不長，管線內可能有殘存富氧水。對取樣管線進行了排水，觀察氧表讀數，穩定在1.8μg/L 沒有下降趨勢。確認給水氧表取樣管線內無殘存富氧水。

2.3.2 確認與輔助給水系統相連閥門的狀態

輔助給水系統有管線連接至主給水在線表，在輔助給水冷卻模式下使用主給水的在線表進行輔助給水的水質監測。輔助給水系統對氧含量的要求沒有主給水嚴格，其氧含量要高出一個數量級。若主給水取樣管線上游與輔助給水連接的閥門狀態不正確，也會造成主給水氧表讀數的偏高。經確認此閥門狀態正確。

2.3.3 給水氧表取樣管線查漏

常見漏點檢查：在氧表取樣管線查漏工作中，根據以往的經驗反饋，先進行了幾處常見漏點的檢查：氧表取樣管線的流量計是易滲漏部件，經檢查其密封圈正常；取樣管線壓力不夠也容易吸入空氣，此種情況最容易發生在二次冷卻架的減壓閥下游，因為減壓閥的節流作用會造成下游管線的負壓。經檢查減壓閥下游壓力正常。

2.3.4 氦氣查漏

常見幾個故障點檢查未發現問題，需要對氧表取樣管線進行查漏。有觀點認為取樣管線中水樣為正壓，就算有泄漏也不會影響氧含量測定。在幾次查漏和消漏的工作中，實踐表明，在取樣管線存在微小滲漏的情況下，空氣中高濃度的氧可以通過漏點較明顯地影響樣品水中痕量氧的監測。

給水取樣管線查漏采用了氦氣質譜法。氦氣質譜法通常應用于凝汽器等負壓系統的查漏，是一種相當精密的方法。給水取樣系統管線管徑小，管線長，彎頭多，采用最低點疏水不能完全排凈管道中積水。當充入氦氣時，管道中積水會形成水封，堵塞氦氣的流動，水封下游無法充入氦氣，漏點也無法查出，因而管道中水必須要吹掃干凈。

在整個查漏過程中，未檢測到取樣管線有明顯的漏點，管線內氦氣壓力在15h 內也無明顯變化。說明氧表取樣管線密閉性良好。

2.4 處理結果

經過半個月的處理工作，可以確認給水在線氧表測量準確，取樣管線密閉性良好，也沒有富氧的殘水。給水氧表所測的數據對所取水樣的監測是可信的。同時給水之前的二回路管道密閉性良好，除氧器除氧效果良好。

此次給水氧含量監測數據偏高的原因可能是取樣一次閥中有的閥門滲漏，或者與給水相連的管道內有大修期間殘留的富氧水。在機組運行期間無法對這些原因進行確定，同時給水氧含量監測數據穩定在2μg/L 以下，雖然高于化學規范的期望值1μg/L，但低于化學規范3μg/L 的限值，對給水設備和蒸汽發生器的腐蝕影響可以接受。

3 給水氧含量跟蹤

在此次給水氧表讀數偏高處理工作結束后，對給水氧含量進行了長時間的跟蹤，其數據變化趨勢見圖2。

圖2

分析圖2 可以發現，給水氧含量一直保持穩定并有下降趨勢，最終于2006年7月1日開始降低至1μg/L 以下，穩定在0.7μg/L 左右。可以認為，是大修啟機后給水系統相關管道內殘存的富氧水引起了給水氧含量監測數據偏高，并且隨著機組的運行，富氧水逐漸被正常給水置換，最終消除了對給水氧含量監測的影響。

4 結束語

此次處理的分析、過程及結果表明，若給水氧含量監測數據偏高，應在深入理解儀表監測機理，系統流程和運行方式的基礎上，根據故障發生幾率和查找難易度進行逐個排查。若給水氧含量監測數據無法恢復正常，則繼續加強跟蹤，根據其趨勢采取相應措施。