蒸發器排污系統調節閥運行異常的故障分析

曾衛新（中核核電運行管理有限公司,浙江　海鹽　314300）

蒸發器排污系統調節閥運行異常的故障分析

曾衛新
（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生器排污系統的運行工況，根據瞬態工況下排污系統各參數的響應情況，及排污系統的流量調節原理，結合實際運行情況對蒸發器排污流量調節閥的故障進行分析，總結應對異常工況的運行經驗。

關鍵詞：蒸發器排污系統；排污流量調節閥；瞬態；故障

1　蒸發器排污系統的功能

在核電站中，蒸汽發生器排污（APG）系統的主要功能是收集和處理蒸汽發生器的排污水，以保證蒸發器二次側水質在正常允許范圍。根據不同運行工況的需要，將蒸汽發生器二次側的水以可調流量連續排污，排污水經過冷卻、減壓和連續處理后再送入凝汽器或輸送到廢液排放系統經監測或處理后排放。

正常運行時蒸汽發生器排污水的溫度高達280℃，排污水的冷卻是通過投運再生式冷卻器APG 002RF來實現的，其冷源是汽輪機凝結水系統（CEX）的來水，冷卻水最終排至主給水回路中的除氧器（ADG水箱）。設計上要求冷卻水排入除氧器時其溫度為除氧器內的飽和溫度，否則冷卻水管道尤其是與除氧器的接管處會發生水錘現象，嚴重時會導致管道破裂，除氧器內蒸汽外漏，機組將無法正常運行，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的溫差，避免上述情況發生。

2　蒸發器排污系統排污流量調節閥的故障分析

正常運行時，蒸發器水質監測取樣管線（REN）的取樣水排至地坑RPE004PS，而RPE004PS的水在液位達到一定高度時，排水泵RPE029PO自動啟動將REN取樣水排至APG系統，和蒸發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系統的接口為排污流量調節閥APG014VL下游，排污流量計APG004MD上游（而再生式冷卻器在排污流量調節閥的上游）。因此，每次當RPE029PO啟停時（每次自動啟動后運行時間約20分鐘），對整個排污系統的運行造成瞬態，對系統運行狀況會有一定的影響。

從電廠2號機組運行參數可知，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，由于排污流量調節器的設定值為41t/h，因此排污流量調節閥2APG014VL會自動緩慢關小，使排污流量與設定值一致。排污流量調節閥關小，使得流經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，冷卻水調節閥2APG088VL也立即關小，穩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系統會導致排污水進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，又自動逐步恢復流量到41t/h，2APG005MT、2APG005MD、2APG002KT等參數相應的又恢復正常。從2RPE029PO啟動到停運整個趨勢可以看出，2號機組的APG調節系統運行正常，在瞬態時排污流量調節閥和冷卻水調節閥動作正確，響應及時，通過自動調節可以滿足運行要求。

同樣，從電廠1號機組運行參數可知，每次1號機組地坑排水泵1RPE029PO啟動排水時，1APG004MD會突增大約6t/h的流量，但是與2號機組不同的是，1號機組的蒸發器總排污水量并沒有重新調節恢復到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)在整個過程中參數趨勢并沒有發生任何改變，說明1號機組的冷卻水調節閥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節閥1APG014VL下游，這部分冷水的溫度影響不到1APG014VL上游的排污水。因此，只有在蒸發器實際總排污水量沒有發生改變的情況下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節器給的定值將蒸發器排污流量降低。地坑排水泵1RPE029PO停運后，排污水系統參數又都恢復正常。

在1號機組1RPE029PO啟動和停運整個過程中，排污流量調節閥和冷卻水調節閥并沒有像二號機組那樣正常動作。針對此異常情況進行分析，初步懷疑1APG014VL有卡澀。隨后主控室操縱員經過討論分析后，準備對該異常進行檢查確認：現場先檢查氣動調節閥1APG014VL的壓空供應是否正常，若壓空正常，則準備逐步降低排污，以檢查1APG014VL是否能正常動作。試驗的結果是：現場檢查確認1APG014VL閥門正常后，主控室逐步調節排污流量調節器的整定值從41t/h至35t/h，在1APG014VL的調節開度信號已經逐漸降至0%開度的情況下，1APG014VL并未按照控制要求逐步關小，現場檢查當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。繼續調節排污流量整定值至30t/h，1APG014VL依然未動作。由此，可以確認該排污流量調節閥卡澀無法動作。試驗完成后，將APG排污系統恢復至初始運行狀態，通知維修人員準備檢查處理。

3　總結

通過對排污流量調節閥的動作原理進行分析，對比一、二號機組在瞬態工況下的參數響應，發現2號機組參數響應異常，通過試驗進行分析驗證后，成功地發現了2號機組蒸發器排污流量調節閥卡澀無法動作的故障。

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