蒸發(fā)器排污系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥運行異常的故障分析

曾衛(wèi)新（中核核電運行管理有限公司,浙江　海鹽　314300）

蒸發(fā)器排污系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥運行異常的故障分析

曾衛(wèi)新
（中核核電運行管理有限公司,浙江海鹽314300）

摘要：本文通過分析核電廠蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)的運行工況，根據(jù)瞬態(tài)工況下排污系統(tǒng)各參數(shù)的響應(yīng)情況，及排污系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)原理，結(jié)合實際運行情況對蒸發(fā)器排污流量調(diào)節(jié)閥的故障進(jìn)行分析，總結(jié)應(yīng)對異常工況的運行經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：蒸發(fā)器排污系統(tǒng)；排污流量調(diào)節(jié)閥；瞬態(tài)；故障

1　蒸發(fā)器排污系統(tǒng)的功能

在核電站中，蒸汽發(fā)生器排污（APG）系統(tǒng)的主要功能是收集和處理蒸汽發(fā)生器的排污水，以保證蒸發(fā)器二次側(cè)水質(zhì)在正常允許范圍。根據(jù)不同運行工況的需要，將蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的水以可調(diào)流量連續(xù)排污，排污水經(jīng)過冷卻、減壓和連續(xù)處理后再送入凝汽器或輸送到廢液排放系統(tǒng)經(jīng)監(jiān)測或處理后排放。

正常運行時蒸汽發(fā)生器排污水的溫度高達(dá)280℃，排污水的冷卻是通過投運再生式冷卻器APG 002RF來實現(xiàn)的，其冷源是汽輪機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)（CEX）的來水，冷卻水最終排至主給水回路中的除氧器（ADG水箱）。設(shè)計上要求冷卻水排入除氧器時其溫度為除氧器內(nèi)的飽和溫度，否則冷卻水管道尤其是與除氧器的接管處會發(fā)生水錘現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致管道破裂，除氧器內(nèi)蒸汽外漏，機(jī)組將無法正常運行，同時過冷水排入除氧器也會影響除氧效果。這就要求投運APG時需要緩慢增加排污流量，盡可能減小冷卻水與除氧器內(nèi)的溫差，避免上述情況發(fā)生。

2　蒸發(fā)器排污系統(tǒng)排污流量調(diào)節(jié)閥的故障分析

正常運行時，蒸發(fā)器水質(zhì)監(jiān)測取樣管線（REN）的取樣水排至地坑RPE004PS，而RPE004PS的水在液位達(dá)到一定高度時，排水泵RPE029PO自動啟動將REN取樣水排至APG系統(tǒng)，和蒸發(fā)器排污水一起返回凝汽器。該地坑排水泵RPE029PO的流量約6t/h，其排到APG系統(tǒng)的接口為排污流量調(diào)節(jié)閥APG014VL下游，排污流量計APG004MD上游（而再生式冷卻器在排污流量調(diào)節(jié)閥的上游）。因此，每次當(dāng)RPE029PO啟停時（每次自動啟動后運行時間約20分鐘），對整個排污系統(tǒng)的運行造成瞬態(tài)，對系統(tǒng)運行狀況會有一定的影響。

從電廠2號機(jī)組運行參數(shù)可知，每次2RPE029PO啟動排水時，排污流量計2APG004MD顯示會突增大約6t/h排污流量，由于排污流量調(diào)節(jié)器的設(shè)定值為41t/h，因此排污流量調(diào)節(jié)閥2APG014VL會自動緩慢關(guān)小，使排污流量與設(shè)定值一致。排污流量調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使得流經(jīng)2APG002RF的排污流量變小，排污流量的下降使冷卻水熱交換器出口溫度2APG005MT下降，冷卻水調(diào)節(jié)閥2APG088VL也立即關(guān)小，穩(wěn)定之后冷卻水流量會減小約20t/h。2APG002KT（冷卻水至除氧器的溫度）在2APG005MT下降之后4分鐘后以一樣的趨勢緩慢下降，這是由于測量點的不同導(dǎo)致的時間上滯后。由于2RPE004PS的來水溫度比較低，這部分水排入APG系統(tǒng)會導(dǎo)致排污水進(jìn)入凝汽器的溫度會降低。2RPE029PO停運后，排污流量先突然減小，然后APG014VL開大，又自動逐步恢復(fù)流量到41t/h，2APG005MT、2APG005MD、2APG002KT等參數(shù)相應(yīng)的又恢復(fù)正常。從2RPE029PO啟動到停運整個趨勢可以看出，2號機(jī)組的APG調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行正常，在瞬態(tài)時排污流量調(diào)節(jié)閥和冷卻水調(diào)節(jié)閥動作正確，響應(yīng)及時，通過自動調(diào)節(jié)可以滿足運行要求。

同樣，從電廠1號機(jī)組運行參數(shù)可知，每次1號機(jī)組地坑排水泵1RPE029PO啟動排水時，1APG004MD會突增大約6t/h的流量，但是與2號機(jī)組不同的是，1號機(jī)組的蒸發(fā)器總排污水量并沒有重新調(diào)節(jié)恢復(fù)到41t/h，反而在1RPE029PO啟動期間一直維持在47t/h。而002RF出口冷卻水溫度（1APG005MT）和002RF冷卻水流量(1APG005MD)在整個過程中參數(shù)趨勢并沒有發(fā)生任何改變，說明1號機(jī)組的冷卻水調(diào)節(jié)閥1APG088VL在整個過程中沒有動作過。收集取樣水的地坑1RPE004PS的排水是接到排污水調(diào)節(jié)閥1APG014VL下游，這部分冷水的溫度影響不到1APG014VL上游的排污水。因此，只有在蒸發(fā)器實際總排污水量沒有發(fā)生改變的情況下1APG088VL才不會動作，這就可以懷疑1APG014VL有可能卡澀，無法在1RPE029PO啟動時按照排污流量調(diào)節(jié)器給的定值將蒸發(fā)器排污流量降低。地坑排水泵1RPE029PO停運后，排污水系統(tǒng)參數(shù)又都恢復(fù)正常。

在1號機(jī)組1RPE029PO啟動和停運整個過程中，排污流量調(diào)節(jié)閥和冷卻水調(diào)節(jié)閥并沒有像二號機(jī)組那樣正常動作。針對此異常情況進(jìn)行分析，初步懷疑1APG014VL有卡澀。隨后主控室操縱員經(jīng)過討論分析后，準(zhǔn)備對該異常進(jìn)行檢查確認(rèn)：現(xiàn)場先檢查氣動調(diào)節(jié)閥1APG014VL的壓空供應(yīng)是否正常，若壓空正常，則準(zhǔn)備逐步降低排污，以檢查1APG014VL是否能正常動作。試驗的結(jié)果是：現(xiàn)場檢查確認(rèn)1APG014VL閥門正常后，主控室逐步調(diào)節(jié)排污流量調(diào)節(jié)器的整定值從41t/h至35t/h，在1APG014VL的調(diào)節(jié)開度信號已經(jīng)逐漸降至0%開度的情況下，1APG014VL并未按照控制要求逐步關(guān)小，現(xiàn)場檢查當(dāng)時該閥開度一直維持在45%，而排污流量僅從原41.35t/h減少到40.85t/h，幾乎沒有變化。繼續(xù)調(diào)節(jié)排污流量整定值至30t/h，1APG014VL依然未動作。由此，可以確認(rèn)該排污流量調(diào)節(jié)閥卡澀無法動作。試驗完成后，將APG排污系統(tǒng)恢復(fù)至初始運行狀態(tài)，通知維修人員準(zhǔn)備檢查處理。

3　總結(jié)

通過對排污流量調(diào)節(jié)閥的動作原理進(jìn)行分析，對比一、二號機(jī)組在瞬態(tài)工況下的參數(shù)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)2號機(jī)組參數(shù)響應(yīng)異常，通過試驗進(jìn)行分析驗證后，成功地發(fā)現(xiàn)了2號機(jī)組蒸發(fā)器排污流量調(diào)節(jié)閥卡澀無法動作的故障。

作者簡介：曾衛(wèi)新（1975—），男，湖南新化人，本科，高級工程師，研究方向：核電廠運行。