核電站給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏高的處理

李洪渡 張術(shù)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(huì)腐蝕設(shè)備材料，腐蝕生成的氧化物進(jìn)入蒸發(fā)器將增加淤泥量并可能產(chǎn)生氧化電位，會(huì)對(duì)蒸發(fā)器本體、管板脹接口、構(gòu)件等造成腐蝕。核電站功率運(yùn)行模式下給水中氧含量正常在1μg/L 以下，控制不當(dāng)會(huì)影響二回路水質(zhì)，可能加速蒸汽發(fā)生器的腐蝕并影響蒸汽發(fā)生器的使用壽命。

1 背景

某核電站機(jī)組在正常功率運(yùn)行情況下，給水氧含量均小于1μg/L，但該核電站機(jī)組大修啟動(dòng)后功率運(yùn)行近一個(gè)月期間，給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)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(jié)水抽取系統(tǒng)→低壓加熱器→給水除氧器→高壓加熱器→主給水系統(tǒng)→蒸汽發(fā)生器。給水氧含量監(jiān)測(cè)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(cè)量。

經(jīng)過對(duì)上述系統(tǒng)的分析和以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，按照故障發(fā)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(rèn)氧表測(cè)量的準(zhǔn)確性，若氧表工作正常，則需對(duì)氧表的取樣管線進(jìn)行查漏。

2.1 二回路存在空氣漏入

在給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏高時(shí)，首先要根據(jù)凝結(jié)水抽取系統(tǒng)，給水除氧器系統(tǒng)和主給水系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)的氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析二回路的密閉性和除氧器的運(yùn)行狀況。給水為來自除氧器出口的除氧水，其氧含量應(yīng)與除氧器基本一致。同時(shí)二回路空氣漏入主要發(fā)生在凝汽器等負(fù)壓設(shè)備，若凝汽器出水氧含量正常，則二回路整體發(fā)生空氣泄漏的幾率不大。

根據(jù)圖1 所顯示的趨勢(shì)，凝汽器出水氧含量在機(jī)組啟動(dòng)后持續(xù)下降，說明凝汽器密封性良好，沒有明顯的空氣漏入，啟機(jī)初期凝汽器氧含量高應(yīng)為相連管道殘水的影響，隨著運(yùn)行時(shí)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(yùn)行狀況良好。這種運(yùn)行狀況下，給水的氧含量應(yīng)該在期望值1μg/L以下，而實(shí)際卻超出了期望值，需進(jìn)行分析處理。

2.2 氧表測(cè)量準(zhǔn)確性

表1

確認(rèn)氧表進(jìn)樣參數(shù)：高溫和高壓水樣會(huì)損壞氧表探頭，流量過低會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確性，過高則可能溢流。給水氧表為ABB9435 型，該表的正常測(cè)量要求進(jìn)樣參數(shù)見表1：

經(jīng)確認(rèn)，氧表流量為300mL/min，溫度為26℃，壓力正常，氧表樣水參數(shù)正常。

確認(rèn)氧表測(cè)量準(zhǔn)確性：確認(rèn)氧表工作狀態(tài)時(shí)，不能頻繁標(biāo)定氧表或更換氧表探頭，因?yàn)檠醣順?biāo)定工作后，雖然30min 內(nèi)可以降低到10μg/L 以下級(jí)別的測(cè)量，但恢復(fù)至正常測(cè)量水平的1μg/L 左右則需要約5h 以上，這樣會(huì)造成氧表長時(shí)間不可用，延長查找原因的時(shí)間。使用便攜式氧表進(jìn)行比對(duì)也不準(zhǔn)確，因?yàn)楸銛y式氧表與系統(tǒng)連接沒有在線氧表與系統(tǒng)連接的嚴(yán)密性高，不可避免的存在微量的空氣漏入，很難測(cè)量至10μg/L 以下。

最科學(xué)的方法是使用除氧器氧表測(cè)量給水水樣，與給水氧表測(cè)量結(jié)果比對(duì)以進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果如表2 所示。

表2

由互相驗(yàn)證的數(shù)據(jù)可以看出，給水氧表測(cè)量狀態(tài)正常，給水水樣含氧量確認(rèn)偏高。

2.3 取樣管線進(jìn)入空氣或富氧水

2.3.1 排除取樣管線殘存富氧水

在機(jī)組啟動(dòng)初期，取樣系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)間不長，管線內(nèi)可能有殘存富氧水。對(duì)取樣管線進(jìn)行了排水，觀察氧表讀數(shù)，穩(wěn)定在1.8μg/L 沒有下降趨勢(shì)。確認(rèn)給水氧表取樣管線內(nèi)無殘存富氧水。

2.3.2 確認(rèn)與輔助給水系統(tǒng)相連閥門的狀態(tài)

輔助給水系統(tǒng)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(jìn)行輔助給水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。輔助給水系統(tǒng)對(duì)氧含量的要求沒有主給水嚴(yán)格，其氧含量要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。若主給水取樣管線上游與輔助給水連接的閥門狀態(tài)不正確，也會(huì)造成主給水氧表讀數(shù)的偏高。經(jīng)確認(rèn)此閥門狀態(tài)正確。

2.3.3 給水氧表取樣管線查漏

常見漏點(diǎn)檢查：在氧表取樣管線查漏工作中，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)反饋，先進(jìn)行了幾處常見漏點(diǎn)的檢查：氧表取樣管線的流量計(jì)是易滲漏部件，經(jīng)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(fā)生在二次冷卻架的減壓閥下游，因?yàn)闇p壓閥的節(jié)流作用會(huì)造成下游管線的負(fù)壓。經(jīng)檢查減壓閥下游壓力正常。

2.3.4 氦氣查漏

常見幾個(gè)故障點(diǎn)檢查未發(fā)現(xiàn)問題，需要對(duì)氧表取樣管線進(jìn)行查漏。有觀點(diǎn)認(rèn)為取樣管線中水樣為正壓，就算有泄漏也不會(huì)影響氧含量測(cè)定。在幾次查漏和消漏的工作中，實(shí)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(diǎn)較明顯地影響樣品水中痕量氧的監(jiān)測(cè)。

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

在整個(gè)查漏過程中，未檢測(cè)到取樣管線有明顯的漏點(diǎn)，管線內(nèi)氦氣壓力在15h 內(nèi)也無明顯變化。說明氧表取樣管線密閉性良好。

2.4 處理結(jié)果

經(jīng)過半個(gè)月的處理工作，可以確認(rèn)給水在線氧表測(cè)量準(zhǔn)確，取樣管線密閉性良好，也沒有富氧的殘水。給水氧表所測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)所取水樣的監(jiān)測(cè)是可信的。同時(shí)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(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)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(nèi)有大修期間殘留的富氧水。在機(jī)組運(yùn)行期間無法對(duì)這些原因進(jìn)行確定，同時(shí)給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定在2μg/L 以下，雖然高于化學(xué)規(guī)范的期望值1μg/L，但低于化學(xué)規(guī)范3μg/L 的限值，對(duì)給水設(shè)備和蒸汽發(fā)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(shù)偏高處理工作結(jié)束后，對(duì)給水氧含量進(jìn)行了長時(shí)間的跟蹤，其數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)見圖2。

圖2

分析圖2 可以發(fā)現(xiàn)，給水氧含量一直保持穩(wěn)定并有下降趨勢(shì)，最終于2006年7月1日開始降低至1μg/L 以下，穩(wěn)定在0.7μg/L 左右。可以認(rèn)為，是大修啟機(jī)后給水系統(tǒng)相關(guān)管道內(nèi)殘存的富氧水引起了給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏高，并且隨著機(jī)組的運(yùn)行，富氧水逐漸被正常給水置換，最終消除了對(duì)給水氧含量監(jiān)測(cè)的影響。

4 結(jié)束語

此次處理的分析、過程及結(jié)果表明，若給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)偏高，應(yīng)在深入理解儀表監(jiān)測(cè)機(jī)理，系統(tǒng)流程和運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障發(fā)生幾率和查找難易度進(jìn)行逐個(gè)排查。若給水氧含量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無法恢復(fù)正常，則繼續(xù)加強(qiáng)跟蹤，根據(jù)其趨勢(shì)采取相應(yīng)措施。