CRF系統簡介及汽機沖轉過程中一臺CRF泵跳閘的應對

劉世光

【摘 要】本文簡單介紹了秦山第二核電廠的CRF系統的功能組成及運行方式，同時對汽機沖轉過程中跳閘一臺CRF泵時的工況進行了分析，給出了個人的一些見解。

【關鍵詞】功能；組成；運行；跳閘；應對

1 系統功能

本系統的功能是通過兩條帶有連通管的管道向下列設備提供必需的冷卻水流量：

——凝汽器，以保證其一定的真空度（過冷度）以滿足發電的需要。

——常規島輔助冷卻水系統（SEN），以帶走常規島設備運轉產生的熱量。

循環水通過取水口，輸水隧道，水閘門，格柵，鼓形濾網，循環水泵后通過GD溝供給凝汽器和常規島輔助冷卻水系統后，通過排水渠，跌落井，排出口閘門井排入海中。

2 系統組成

CRF系統由系列A和系列B兩條回路組成，每條回路提供正常運行和汽輪機旁路使用時冷卻機組所需冷卻水量的一半。每條回路提供經過濾的海水以冷卻三臺凝汽器的傳熱管束。 它主要由下列設備組成：

——兩個系列共用的取水頭部及閘門井；

——兩個系列共用的DN4200的輸水隧道；

——兩組閘門和加氯框；

——兩個帶有垃圾耙斗的固定式攔污柵；

——一個具有兩檔轉速的鼓形濾網；

——由一根DN200總管連通兩個機組的鼓形濾網沖洗系統，它包括：兩根沖洗管線，一臺深井泵，沖洗管道和噴嘴；

——由感應電動機（6kV）和減速箱驅動的，具有鋼筋混凝土渦室的離心泵；

——一條由泵站向汽輪機廠房輸送冷卻水的壓力管道，泵房內為DN2800鋼管，泵房外為Ф3000現澆鋼筋混凝土管，進汽輪機廠房之前采用DN2800玻璃鋼管外包鋼筋混凝土，該管道在泵房內與另一系列由一根DN2200的管道連通，連通管上設有閥門；

——常規島輔助冷卻水（SEN）系統的吸入口管線連接在該管道上；

——三根將循環水供給凝汽器冷卻用水的接管；

——三臺并聯的帶有出口水室的凝汽器；

——一組虹吸破壞裝置；

——三條將出口水室與出水管連接的循環水管；

——一條由汽輪機廠房接至室外排水暗渠的玻璃鋼管外包鋼筋混凝土；

——兩個系列共用的一條排水暗渠，排水暗渠設有帶溢流堰的跌落井以及排出口閘門井。輔助冷卻水的出水管與該系統回路出水管相連。

3 系統運行

3.1 格柵除污機

每臺格柵除污機的運行分三種模式：停止模式，強制模式和自動模式，目前兩臺機組的格柵除污機均放在停止位置，當格柵除污機前后壓差超過0.2mH2O時通過就地控制箱上的升降按鈕進行就地控制，當兩組水位壓差計有一組大于0.3mH2O時，引起主控室報警。

3.2 鼓形濾網

正常運行工況下，每個系列的鼓形濾網為：A系列為CRF201TF；B系列為CRF202TF。兩臺鼓形濾網均投入運行。鼓形濾網采用雙速電機驅動，根據鼓形濾網前后壓差控制鼓形濾網轉速，正常情況下每個系列的鼓形濾網在自動方式下以低速投入運行。當鼓形濾網前后兩臺壓差計之一超過0.2mH2O時發出高速運行信號，高速15m/min；當兩臺壓差計均小于0.2mH2O時，經延時切換至低速運行，低速為5m/min。如果壓差值繼續增加，達到0.3mH2O（1/2邏輯），則向主控室發出第一次報警（高壓差報警），此時運行人員應對鼓形濾網進行檢查。如果壓差值進一步增加達到0.5mH2O（1/2邏輯），則向主控室發出第二次報警（高高壓差報警），此時運行人員應采取緊急措施。

3.3 反沖洗水泵

鼓形濾網配有反沖洗系統，反沖洗水泵為深井泵（立式多級泵），反沖洗水噴嘴位于鼓形濾網外，由外向內對鼓形濾網進行沖洗。每臺機組有兩臺反沖洗水泵，正常運行時一臺泵在運行，備用泵電源抽出，出口閥關閉，反沖洗水泵之間采用定期手動切換。通過擴展以后，兩臺機組的CRF反沖洗水管道連通，并且CRF反沖洗可以為作為SEC鼓形濾網反沖洗水的備用。

3.4 循環水泵

正常運行工況下，每臺機組的兩臺循環水泵（CRF001/002PO）均以低速方式運行。循環水泵為立式離心泵，由SEP水并以SEA生水作為備用水源供給軸密封，有橡膠充氣密封將機械密封隔離可實現維護操作而不需要關閉相應的閘門、閥門和排空水渠，壓縮空氣由SAT系統供給。

CRF循環水泵啟動條件：

1）鼓形濾網以低速投入運行至少5min；

2）虹吸破壞閥都在關閉位置；

3）潤滑油溫不小于10℃；

4）潤滑油壓>1.3bar；

5）無維修密封充氣的壓力信號；

6）無泵軸承冷卻水流量低信號；

7）無電機冷卻水流量低信號。

3.5 頂蓋排水泵

軸密封泄漏由自動控制的電動頂蓋排水泵排出，頂蓋排水泵是一自帶浮子的潛水泵，其供電電源來自LKH的帶接觸器的抽屜開關，泵的啟停靠帶開關的浮子進行控制。就地還設有一臺泵作為頂蓋排水泵的備用泵（技改增加的），當頂蓋水位高時，用就地的插座電源供電，手動控制啟停，如果這兩臺泵均故障，則外加臨時泵進行排水。當排水泵故障時，頂蓋水位上漲到一定高度以后，在泵軸的旋轉作用下水會沿泵軸向上流動，進到下部油箱內，會使下部油箱油質變差、乳化，影響到循環水泵的運行。

3.6 油壓蝶閥

循環水泵出口設有油動機構驅動的蝶閥，循環水泵啟動，延時2秒，油壓蝶閥勻速開啟；循環水泵停運，油壓蝶閥關閉。關閉是分兩段進行的：90°-20°，20秒；20°-0°，40秒，油壓蝶閥可以通過就地控制柜就地控制。

正常運行時CRF系統參數：

循環水泵出口壓力 15.19/19.38m

循環水泵電機冷卻水SRI流量 402 L/min

循環水泵流量 14/19m3/s

循環水泵電機冷卻器壓降 40kPa

循環泵軸承/密封冷卻/沖洗水流量 9l/min

循環水泵轉速 206/248rpm

循環水泵電機轉速 480/590rpm

4 汽機沖轉過程中跳閘一臺CRF泵的應對

汽機沖轉過程中，機組所處的狀態：1）一回路14%FP核功率且控制棒處于手動狀態；2）蒸汽發生器水位由ARE242/243VL小閥自動控制；3）GCT-c處于壓力模式且GCT401RC為就地模式，設定值7.4MPa.g。此時一回路的熱源主要有兩臺主泵和14%FP的核功率，二回路主要負荷有GCT-c、ADG除氧和CET軸封等用汽。根據一二回路熱平衡，GCT-c的第一組閥GCT121VV全開，GCT117VV有部分開度狀態，若此時 CRF002PO跳閘，每個凝汽器失去半側（正好對應的GCT121/117/113/115/119/123VV側）CRF冷源。現以工況最惡劣的GCT121VV全開中的凝汽器C為分析對象，做個粗略計算。

查水蒸汽物性參數，此焓值大約是55℃的飽和蒸汽，對應飽和壓力15.8Kpa.a。若此時凝汽器C真空能維持在15.8Kpa.a以下，那么前面假設“GCT-c排放的蒸汽經過減溫水降溫充分混合后，得到單相飽和蒸汽”是基本成立的，即充分混合后能得到單相蒸汽，計算結果表明符合GCT-c減溫水設計要求：將GCT-c旁排降溫到80℃以下。據此我們可以消除GCT-c蒸汽排放時對凝汽器C的溫度沖擊顧慮。那么現在需要考慮的是CRF002PO跳閘后，在凝汽器C中，是否有能力將流量為99.9kg/s，55℃的飽和蒸汽凝結成水？這里不再繁瑣計算，做個簡單比較：正常滿功率運行時，CRF跳一臺循環泵，凝汽器是有能力冷卻450MWe時的乏汽，因此凝汽器C是有能力將流量為99.9kg/s，55℃的飽和蒸汽凝結成水的。根據以上粗略計算，汽機沖轉過程中，CRF002PO跳閘時，可有以下兩種不同的應對方式。

方案一：CRF002PO跳閘后，參照I CRF001規程：

1）暫停沖轉操作，在DEH中“HOLD”，若此時正好是共振區，等沖過共振區再“HOLD”；

2）確認CRF002PO對應的虹吸破壞閥CRF608/610/612VC開啟；

3）確認CRF002PO對應的CVI抽氣電動閥CVI002/004/006VA自動關閉；

4）確認CRF002PO至SEN系統供水閥SEN002VC自動關閉；

5）確認CRF聯通閥CRF105VC關閉；

6）關注SEN泵運行情況，若出現電流下降或波動情況，進行SEN系統排氣操作；

7）若SRI溫度過高，進行SRI換水操作；

8）繼續執行D34沖轉并網操作，盡快并網升功率；

9）密切監視凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽機振動、潤滑油溫、CAR低壓缸排汽溫度、汽機差脹、汽機軸位移等重要參數，一旦達到限值，停止沖轉操作，手動打閘停機。

方案二：CRF002PO跳閘后，參照I CRF001和I6規程：

1）停止沖轉操作，手動打閘停機；

2）一回路手動插棒到2%FP核功率，二回路密切關注蒸汽發生器水位，核功率到2%FP時，將GCT-c切換到GCT-a，維持一回路平均溫度在292.8℃左右，手動控制蒸汽發生器在零負荷水位；

3）確認GGR003/010PO啟動；

4）確認CRF002PO對應的虹吸破壞閥CRF608/610/612VC開啟；

5）確認CRF002PO對應的CVI抽氣電動閥CVI002/004/006VA自動關閉；

6）確認CRF002PO至SEN系統供水閥SEN002VC自動關閉；

7）確認CRF聯通閥CRF105VC關閉；

8）關注SEN泵運行情況，若出現電流下降或波動情況，進行SEN系統排氣操作；

9）若SRI溫度過高，進行SRI換水操作；

10）隨著機組轉速的下降，依次投入GGR頂軸油泵和盤車。

綜上所述，對于任務比較緊或沖轉到即將并網升功率時，可考慮使用方案一。因為一旦并網升功率，GCT-c的開度也隨之減小。另外在處理CRF002PO跳閘過程中，最好有專人監視凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽機振動、潤滑油溫、CAR低壓缸排汽溫度、汽機差脹、汽機軸位移等重要參數，一旦達到限值，停止沖轉操作，手動打閘停機。而方案二則相對保守安全，應盡快減少GCT-c的開度，將GCT-c切換到GCT-a。另外GCT-c的開度信號參與蒸汽發生器的水位控制，整個過程要嚴密關注蒸汽發生器的水位。此外在I CRF001規程中功率降到450MWe后，需要關閉GCT-c手動隔離閥并將限位開關松開，據前面不是很成熟的計算，這步操作是值得推敲的。此時發生停機，若GCT-c手動隔離閥隔離，將因為P16+C8+凝汽器不可用而停堆。

【參考文獻】

[1]核電廠中級運行[Z].

[2]秦山第二核電廠CRF系統手冊[S].

[3]秦山第二核電廠I規程[S].

[責任編輯：田吉捷]