核電廠全自動風(fēng)冷式制冷機組檢修策略優(yōu)化

摘 要：文章結(jié)合某核電廠全自動風(fēng)冷式制冷機組運行特點、主要缺陷和現(xiàn)有維修策略，通過多方面論證分析，對制冷機組檢修策略進(jìn)行優(yōu)化，從而降低設(shè)備缺陷率，保證制冷機組的安全可靠運行，維持核電廠安全系列電子設(shè)備間溫度以保證安全系列電子設(shè)備的可靠運行。

關(guān)鍵詞：全自動風(fēng)冷式；制冷機組；檢修策略；優(yōu)化

前言

核電廠與常規(guī)火電廠相比較，鑒于安全的考慮大部分的控制系統(tǒng)是冗余而復(fù)雜的，而大量的安全電子儀器需要工作在舒適而恒定的環(huán)境下，所以核電廠的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)也比常規(guī)火電廠龐大而復(fù)雜得多。電廠安全電子設(shè)備間降溫主要通過全自動風(fēng)冷式制冷機組來實現(xiàn)。

隨著電廠大修工期不斷優(yōu)化，電廠兩臺號機組蒸汽廠房、電廠控制廠房、應(yīng)急柴油機等廠房四列安全通道內(nèi)的全自動風(fēng)冷式制冷機組大修工期越來越短，不能滿足現(xiàn)場檢修要求，導(dǎo)致制冷機組運行期間缺陷頻發(fā)。為解決制冷機組大修工期緊張的突出問題。提出了當(dāng)制冷機組在冬季運行模式下，退出一個安全通道的備用制冷機組進(jìn)行檢修的方案，通過改變制冷機組檢修窗口，可以增大單系列制冷機組的絕對檢修工期，對制冷機組的狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，消除設(shè)備缺陷，提高設(shè)備可用率。

1 核電廠全自動風(fēng)冷式制冷機組概述

核電廠安全電子設(shè)備間降溫主要通過全自動風(fēng)冷式制冷機組來實現(xiàn)。1號機組和2號機組共有全自動風(fēng)冷式制冷機組38臺，全部通過第三國采購，由德國AREVA公司從德國MW-ZANDER公司采購并供應(yīng)到電廠全自動風(fēng)冷式制冷機組和空調(diào)機組配套使用，空調(diào)機組用于安全通道四個系列電子設(shè)備房間的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。制冷機組為空調(diào)機組的表冷器提供冷媒。

空調(diào)機組1/2SAS10/20/30/40AH001用于保證蒸汽間安全通道第1、2、3、4房間的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。制冷機組1/2QKS10/20/30/40AH001為空調(diào)機組1/2SAS10/20/30/40AH001的表冷器提供冷媒。

空調(diào)機組1/2SAC10/20/30/40AH001用于保證控制廠房安全通道第1、2、3、4房間的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。空調(diào)機組1/2SAC12/22/32/42AH001用于保證主控室和計算機室隔間1、2、3、4的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。制冷機組1/2QKC10/20/30/40AH001為空調(diào)機組1/2SAC10/20/30/40AH001、1/2SAC12/22/32/42AH001的表冷器提供冷媒。

空調(diào)機組1/2SAD10/20/30/40AH001用于保證應(yīng)急柴油機廠房安全通道第1、2、3、4房間的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。制冷機組1/2QKD10/20/30/40AH001為空調(diào)機組1/2SAD10/20/30/40AH001的表冷器提供冷媒。

空調(diào)機組運行時，混合空氣或者新風(fēng)經(jīng)過過濾器凈化。當(dāng)新風(fēng)溫度低于16℃時，空調(diào)機組進(jìn)行冬季運行工況，冷凍機組處于停運狀態(tài)，新風(fēng)與回風(fēng)混合后送入廠房，當(dāng)室外新風(fēng)和回風(fēng)混風(fēng)溫度低于16℃時，空調(diào)機組電加熱器自動投入運行，以維持送風(fēng)溫度保持在17℃。在過渡季，新風(fēng)直接送入廠房。當(dāng)新風(fēng)溫度大于17℃時，空調(diào)機組進(jìn)行夏季運行工況，空調(diào)機組向冷凍機組發(fā)出啟動命令信號，由冷凍機向空調(diào)機組內(nèi)的表冷器提供冷媒，空氣通過空氣冷卻器冷卻，以維持送風(fēng)溫度保持在17℃，然后送入通風(fēng)廠房。

2 全自動風(fēng)冷式制冷機組現(xiàn)有檢修策略和存在的問題

2.1 全自動空冷式制冷機組檢修周期和檢修絕對工期

根據(jù)電廠制冷機組維修大綱要求：制冷機組采取預(yù)防性維修，解體大修4個燃料循環(huán)4次，局部解體4個燃料循環(huán)4次，且必須在機組換料大修期間才能進(jìn)行設(shè)備預(yù)防性檢修，正常機組檢修期間4個安全通道中，4個安全通道制冷機組解體大修，其余3個安全通道制冷機組局部解體。依照目前的大修工期，分配給3個執(zhí)行局部解體大修的安全通道的工期為每個2天。

2.2 現(xiàn)有全自動空冷式制冷機組檢修存在的問題

全自動空冷式制冷機組局部解體絕對工期不夠。制冷機組局部檢修工作范圍包括檢查風(fēng)機軸承、更換潤滑油和制冷回路泄漏情況等10余項工作，其中操作技能最復(fù)雜、耗時是更換潤滑油、處理制冷回路漏點等檢修步驟。正常進(jìn)行制冷機組局部解體檢修需要5天左右，而目前大修期間制冷機組局部檢修工期只有2天，這導(dǎo)致制冷機組局部解體大綱不能夠很好執(zhí)行，從而影響制冷機組運行安全。此外，全自動空冷式制冷機組結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制冷機組中的制冷回路有大小閥門、法蘭近百個。制冷機組已經(jīng)連續(xù)運行超過10年，在機組運行期間設(shè)備故障較多，例如：制冷回路中法蘭、閥門泄漏故障和冷凝器臟堵現(xiàn)象、制冷機低壓報警等。特別是如制冷劑泄漏到大氣中會污染空氣。處理該類缺陷需要對閥門、法蘭處進(jìn)行查漏，而這一系列過程非常耗時、費力，檢修工期較長，影響安全系列電子設(shè)備通風(fēng)冷卻，同時降低了核電廠安全系列可用率。

3 全自動風(fēng)冷式制冷機組檢修策略優(yōu)化論證和取得的效果

為提高制冷機組的檢修質(zhì)量，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行，必須從根本上解決檢修工期的問題。在大修工期不斷優(yōu)化的大前提下，必須從其他途徑尋找解決辦法，通過將制冷機組檢修窗口安排到冬季進(jìn)行，解決制冷機組檢修工期不夠問題，保證機組穩(wěn)定運行。

3.1 通過分析電廠周邊歷史氣候條件，確定制冷機組運行條件

根據(jù)歷年電廠周邊氣溫參數(shù)：12月份平均氣溫約3.3℃，1月份平均氣溫0.73℃，2月份平均氣溫3.1℃。根據(jù)空調(diào)機組設(shè)計和運行規(guī)程，空調(diào)機組處于冬季運行工況，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)與回風(fēng)風(fēng)量以及必要時啟動電加熱器維持送風(fēng)溫度為17℃，相對應(yīng)的制冷機組處于停運狀態(tài)。查閱制冷機組啟、停記錄，空調(diào)機組進(jìn)入冬季工況后，全自動空冷式制冷機組處于停運狀態(tài)。上述空調(diào)機組通過調(diào)節(jié)新風(fēng)與回風(fēng)風(fēng)量以及必要時啟動電加熱器完全可以保證全通道各個房間的空氣交換，及保持空氣溫度在要求的范圍內(nèi)。

通過上述分析可知：從每年12月份到下一年2月份，全自動空冷式制冷機組處于停運狀態(tài)，在此階段退出一個安全通道的制冷機組進(jìn)行檢修是可行的。

3.2 協(xié)調(diào)核安全監(jiān)管部門，修改電廠最終安全分析報告第16章技術(shù)規(guī)格書相關(guān)章節(jié)（FSAR16章），改變?nèi)詣涌绽涫街评錂C組檢修窗口

核電廠最終安全分析報告第16章技術(shù)規(guī)格書是核電廠制定運行規(guī)程的重要依據(jù)，它定義了正常運行時核電站工作人員所必須遵守的規(guī)定，以使核電站運行在設(shè)計安全范圍內(nèi)，其他文件不得與其相矛盾，所有電廠工作人員必須嚴(yán)格遵守。

根據(jù)技術(shù)規(guī)格書中的要求電廠在機組正常運行、最小可監(jiān)測功率水平、熱態(tài)、加熱和冷卻等狀態(tài)下，如果四個系列全自動空冷式制冷機組一個系列不可用，必須在30天內(nèi)修復(fù)；如果兩個系列不可用，必須在31小時內(nèi)將機組停運并維持冷態(tài)。由技術(shù)書柜規(guī)格書要求可知，在正常運行工況下，全自動空冷式制冷機組不可能推出一個系列檢修，以防止在檢修期間如果另一系列設(shè)備檢修故障則必須停運電廠機組。通過分析電廠周邊氣候和查閱機組運行記錄可知，在冬季工況，當(dāng)室外空氣平均溫度連續(xù)五天低于10℃以下，退出一個安全通道的制冷機組進(jìn)行檢修是可行的。通過電廠技術(shù)部門、核安全部門和核電廠監(jiān)管部門的溝通和協(xié)商，對核電廠最終安全分析報告第16章技術(shù)規(guī)格書中全自動空冷式制冷機組運行限制進(jìn)行修改，增加了“空調(diào)機組進(jìn)入冬季運行工況后，當(dāng)室外空氣平均溫度連續(xù)五天低于13℃以下，允許制冷機組一個系列退出備用；當(dāng)室外空氣平均溫度連續(xù)5天高于15℃，制冷機組必須恢復(fù)備用”的說明。通過詳細(xì)的技術(shù)論證和分析，目前電廠已經(jīng)實現(xiàn)全自動風(fēng)冷式制冷機組在冬季進(jìn)行集中檢修的檢修策略，將全自動空冷時制冷機組局部解體檢修絕對工期由兩天增加到五天。

4 結(jié)束語

全自動空冷式制冷機組是核電廠設(shè)備的重要組成部分，通過改變制冷機組檢修窗口，可以增大單系列制冷機組的絕對檢修工期，對制冷機組的狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)檢查，消除設(shè)備缺陷，提高設(shè)備可用率。持續(xù)不斷對設(shè)備檢修策略進(jìn)行優(yōu)化可以保證有限的維修資源得到最好的運用，保證設(shè)備的安全運行，是維修管理的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)

[1]王飛.中廣核工程有限公司.CPR1000型核電站核島水冷機組在電站特殊工況下的改造措施[J].制冷空調(diào)，2014（11）.

[2]FSAR：核電廠最終安全分析報告，電廠的所有操作（包括機組啟/停、運行、試驗和退役等任一工況）都必選滿足最終安全分析報告中的相關(guān)要求[Z].

作者簡介：李小輝（1980，12-），男，漢族，江西黎川，中國核電江蘇核電有限公司，工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：維修管理。