核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障分析

趙紅崗 張俊媛 肖小力

摘 要：導致核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障的原因較多，如果不能夠及時的采取有效的措施進行處理，將會給核電站的運行埋下重大的安全隱患。因此，為了保證核電站運行的安全性、穩定性和卡考性，文章分析了導致核電站應急柴油機潤滑油系統出現溫度高故障的原因，并提出了相應的解決措施，以供參考。

關鍵詞：核電站；應急柴油機；潤滑油系統；溫度高故障；措施

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0105-02

1 概 述

應急電源是核電站電源供給系統的重要組成部分，應急電源在當核電站主電源、輔電源失電時啟動，為核電站系統以及設備供電，以此保證反應堆能夠安全的停運，同時提供應急照明，由此可見應急電源的重要性。應急柴油機作為核電站應急電源的關鍵部分，其運行質量直接關系到應急電源的運行水平，當應急柴油機潤滑油系統出現高溫故障后，會導致應急電源系統出現故障，一旦核電站反應堆電源供給系統出現故障，反應堆內部發生裂變產生的剩余能量不能夠順利的到處，不僅會燒毀燃料元件，還會導致大量的放射性物質擴散到環境中，造成嚴重的環境污染。

為了保證應急電源系統能夠安全、高效的運行，就必須對應急柴油機潤滑系統高溫故障的原因進行分析，并采取針對性的措施進行處理。因此，文章針對核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障的研究具有非常重要的現實意義。

2 核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障的原因 分析

2.1 核電站應急柴油機潤滑油系統熱交換器換熱效率低

如果低溫冷卻水系統中有非常多的空氣，將會影響低溫冷卻水系統流量的均勻性，導致應急柴油機潤滑油系統出現熱交換器效率低的問題，熱交換器的換熱效率受到溫度變化以及工作介質比熱的影響，例如，板式熱交換器，影響換熱效率的主要因素包括工作價值自身的傳熱效率、流動方向、價值的工作壓力以及換熱片的傳熱效率。

由于在例行檢查的過程中并沒有對換熱器進行完全的檢查和清理，導致低溫冷卻水系統中存在大量的空氣，通過試驗的方式能夠檢測到低溫冷卻水系統是否存在壓力波動的問題，如果存在則表明低溫冷卻水系統中存在一定量的空氣，如果不能夠及時的排除，將會導致熱交換器換熱效率降低的問題。

2.2 核電站應急柴油機潤滑油系統溫控閥開度不足

導致核電站應急柴油機潤滑油系統溫控閥開度不足的原因主要包括兩個方面，即運動部件移動出現卡澀以及溫控閥開度不足，具體表現為以下幾個方面。

2.2.1 運動部件移動過程中出現卡澀問題

導致運動部件移動過程中出現卡澀問題的原因主要包括

①潤滑油比較臟，導致運動部件在移動中出現卡澀問題；

②密封件被剪切，導致運動部件出現卡澀問題；

③導向部件和運動部件存在機械干涉問題。

在對運動部件進行檢查過程中并沒有發現明顯的磨損痕跡，但是在檢查其他溫控閥時發現由于部件加工過程匯總基準面的垂直度不符合要求，導致頂絲和導向桿之間存在相互干涉的問題，主要原因包括頂絲不同心、溫敏元件、壓蓋等，指標桿與防塵罩之間的間隙非常小，相互之間產生干涉，導致卡澀問題的發生，導向桿彎曲產生一定的變形，導致導向部件和運動部件出現相互干涉的問題。

2.2.2 溫控閥開度不足

核電站通常會在應急柴油機潤滑油系統的溫控閥內部設置若干溫敏元件，并且所有的溫敏元件中都包含復位彈簧以及熱敏元件。

熱敏元件通常安裝在核電站應急柴油機潤滑油系統閥門口位置，其作用是對混合后的潤滑油溫度進行感應，以此控制閥門的開度。如果潤滑油的溫度超過54 ℃，則在熱敏元件的控制下打開所有的溫控閥門，切斷對熱油的供應，以此將核電站應急超有機潤滑油系統中所有的潤滑油都流入到熱交換器中，當所有的潤滑油都冷卻之后，在將冷卻后的潤滑油返回到柴油機潤滑油系統中，這樣能夠顯著的降低核電站應急柴油機潤滑油系統的溫度；如果潤滑油的溫度超過43 ℃，則熱敏元件的膨脹力會超過彈簧，在膨脹力的作用下打開溫控閥門，由熱交換器對過熱的潤滑油進行冷卻，然后將冷卻后的潤滑油重新注入到核電站應急柴油機潤滑油系統的回路中；如果潤滑油的溫度小于43 ℃，則關閉所有的閥門，將所有的潤滑油全部都注入到核電站應急柴油機潤滑油系統的油水熱交換器中，盡可能的將系統溫度控制在規定范圍內。

由此可見，溫控閥會對核電站應急柴油機潤滑油系統的溫度產生一定的影響，當溫控閥開度不足時，將會導致核電站應急柴油機潤滑油系統出現溫度升高的問題。

2.3 核電站應急柴油機潤滑油系統運動部件異常磨損

基于對核電站應急柴油機潤滑油系統的結構，其運動部件主要包括曲軸連桿組件、活塞連桿組件以及氣閥搖臂組件等，運動部件的數量相對較多，并且結構也相對復雜。但是，從核電站系統的整體來說，把應急柴油機系統當作一個熱源。因此，核電站應急柴油機潤滑油系統各個運動部件的運行狀況，可以通過核電站應急柴油機潤滑油系統總發熱量進行分析。

傳熱公式表示為：

Q=CM△T

公式中M是流量、Q是熱量、△T是溫度的增量。

由此可知，相對于相同的工作價值與冷卻流量，核電站應急柴油機潤滑油系統的發熱量可以采用出口潤滑油的溫度進行反映。

3 解決核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障的 措施

3.1 針對核電站應急柴油機潤滑油系統熱交換器換熱效 率低問題的措施

通過試驗的方式能夠檢查出冷卻水系統是否存在壓力波動的問題，進而判斷低溫冷卻水系統內部是否存在空氣。由于決定熱交換器換熱效率的因素包括換熱片的傳熱效率以及介質的工作壓力。

因此，當低溫冷卻水系統中存在有空氣時，將會導致熱交換器出現冷卻能力降低的問題，針對該種現象應該對低溫冷卻水系統進行排氣，通常進行兩次，這樣能夠把低溫冷卻水系統中的空氣排除干凈，以此保證低溫冷卻水系統能夠正常、穩定的運行，進而保障其冷卻能力。

3.2 針對核電站應急柴油機潤滑油系統溫控閥開度不足 問題的措施

為了解決核電站應急柴油機潤滑油系統溫控閥開度不足的問題，應該從以下幾個方面入手：

①針對溫敏元件檢查的方法進行改進，溫敏元件傳統的檢查方法采用檢驗定制進行閥門運行狀態的全程控制，在進行原檢查方法改進時，應該借助工作經驗以及同類型閥門的范闊，再結合設備的實際特性以及應用位置進行改進，具體表現為：當檢查溫度小于49 ℃時，應該將溫控閥開度控制在8 mm以上，當溫度超過54 ℃時，應該將溫控閥的開度控制在18 mm以上，當溫度在44 ℃以下，時，應該將溫控閥的開度控制在0 mm

以上；

②由于溫敏元件膨脹力不足導致的溫控閥開度不足或者無法完全打開的問題，則應該重新教研溫敏元件，以此保證溫敏元件具有足夠的膨脹力，進而保障其能夠正常的膨脹動作。

3.3 針對核電站應急柴油機潤滑油系統運動部件異常磨 損問題的措施

當溫控閥的頂絲與導向桿出現摩擦時，會導致出現溫控閥難開啟的問題，針對該種現象應該進一步的擴大頂絲控制，這樣能夠保證所有的溫敏元件能夠正常、自如的移動，盡可能的避免出現頂絲與導向桿摩擦導致的運動卡澀問題，以此保證核電站應急柴油機潤滑油系統可以正常、穩定的運行。

具體實施的過程中，應該將頂絲內孔由φ6擴大至φ8，這樣能夠保證紋面元件自由的移動，避免出現卡澀的問題。

4 結 語

總而言之，應急柴油機作為核電站應急電源系統的關鍵部分，應急柴油機潤滑油系統發生溫度高故障時，將會影響應急電源系統的運行水平，會給核電站的運行安全埋下嚴重的安全隱患。文章針對導致核電站應急柴油機潤滑油系統溫度高故障的原因和相對對策進行了分析，獲得以下結論：

結論1：針對低溫冷卻水系統存在空氣導致的熱交換器冷卻效率降低的問題，應該對低溫冷卻水系統進行二次排氣，將低溫冷卻水中的空氣排除干凈，能夠有效的提高低溫冷卻水系統的冷卻能力。

結論2：針對溫控閥溫敏元件膨脹力不足導致的溫控閥開度不足的問題，則應該對文敏元件進行重新檢驗，并對原來的溫敏元件檢查方法進行改進，以此保證溫敏元件具有足夠的膨脹力。

結論3：針對導向桿和頂絲碰磨導致的閥門開啟難問題，則應該進一步的擴大原頂絲的內控，以此保證溫敏元件能夠正常、自如的移動，避免因為運動部件磨損導致的潤滑油系統溫度升高的問題。

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