CANDU—6核電廠失去凝結水故障分析及診斷

李江

摘 要：以某CANDU-6機組為例，失去凝結水將導致機組瞬態，本文通過分析失去凝結水故障類型，然后針對各種故障，以事件導向方式，從凝結水系統的參數中選取用于故障診斷的關鍵參數和支持參數，總結適用于CANDU-6核電廠的故障診斷方法。

關鍵詞：失去凝結水；事件導向；關鍵參數；支持參數；故障診斷

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0160-01

本文以某CANDU-6機組為例，分析功率運行期間失去凝結水故障類型，總結故障診斷方法。

1 失去凝結水故障類型

以某CANDU-6機組為例，凝結水系統有兩臺100%容量的主凝結水泵，三個50%容量的除氧器液位控制閥及其電動隔離閥。功率運行期間，一臺主凝泵運行，另一臺備用；兩個除氧器液位控制閥投入運行，另一個備用。導致機組失去凝結水的原因，就與這些設備的故障有關，具體分析如下。

1.1 失去兩臺主凝結水泵

兩臺主凝泵出口各有一個壓力開關，動作值為1.65MPa，作為主凝泵出口低壓力跳閘保護。當主凝泵出口低壓力開關動作，運行的主凝泵跳閘。該保護能有效避免設備損壞，但發生某些特定故障時，將導致機組失去凝結水。另外，凝汽器液位極低時，為防止主凝泵汽蝕，兩臺主凝泵停運。

（1）主凝泵再循環閥故障打開：機組高功率運行期間，主凝泵再循環閥保持關閉。當除氧器上水流量小于450kg/s時，再循環閥自動打開，保證主凝泵以最小流量運行。當主凝泵再循環閥故障打開時，凝結水流量突然上升，主凝泵出口壓力驟降，如果不能及時關閉主凝泵再循環閥或啟動泵用主凝泵，將觸發主凝泵出口低壓力保護，機組失去凝結水。（2）凝汽器排水閥故障打開：凝汽器設有排水閥，當凝汽器液位過高時，凝汽器中的凝結水通過主凝泵出口排出系統。如果凝汽器排水閥故障打開，凝結水流量突然上升，主凝泵出口壓力驟降，如果不能及時關閉凝汽器排水閥或啟動泵用主凝泵，將觸發主凝泵出口低壓力保護，機組失去凝結水。（3）凝汽器極低液位開關誤動作：凝汽器極低液位開關動作設定值為230mm，如果液位開關動作，將使運行的主凝泵跳閘，同時閉鎖備用的主凝泵啟動，機組失去凝結水。

1.2 除氧器液位控制閥異常關閉

除氧器液位控制閥關閉會導致失去凝結水。而導致除氧器液位控制閥異常關閉的原因如下。

（1）除氧器高液位開關誤動作：除氧器高液位開關動作設定值為3900mm，如果液位開關動作，將自動關閉所有除氧器液位控制閥。（2）除氧器液位控制閥失去壓空氣源：除氧器液位控制閥為氣動閥，閥門動作靠壓縮空氣驅動。閥門失去供氣時將關閉。

1.3 除氧器液位控制閥前電動隔離閥異常關閉

除氧器液位控制閥前電動隔離閥關閉會導致失去凝結水。而導致除氧器液位控制閥前電動隔離閥異常關閉的原因如下。

（1）除氧器高-高液位開關誤動作：除氧器高-高液位開關動作設定值為4150mm，如果液位開關動作，將自動關閉所有除氧器液位控制閥前電動隔離閥。（2）凝汽器非常低液位開關誤動作：凝汽器非常低液位開關動作設定值為255mm，如果液位開關動作，將自動關閉所有除氧器液位控制閥前電動隔離閥。

2 失去凝結水故障診斷

本文分析時，假設操縱員未能提前發現參數異常變化，同時主控室也未能出現故障原因的直接報警信息，而是因失去凝結水導致除氧器液位下降，直至主控室出現除氧器液位低報警作為起始點，分析故障的診斷方法。

2.1 失去兩臺主凝結水泵

失去兩臺主凝泵故障診斷的關鍵參數是主凝泵出口流量和出口壓力。如果主凝泵出口流量和出口壓力均為0，結合除氧器液位下降，確定兩臺主凝泵均停運。而針對1.1節分析的三種故障類型，通過查看關鍵參數變化趨勢和支持參數，就能準確定位故障原因。

如果主凝泵出口流量先增大再降為0，而主凝泵出口壓力持續降低直至0，說明主凝泵出口流量增加導致出口壓力下降，最終主凝泵因出口低壓力跳閘，則故障可能是主凝泵再循環閥或凝汽器排水閥誤開。然后通過凝汽器液位變化判斷，如果凝汽器液位穩定，則故障應為主凝泵再循環閥誤開。如果凝汽器液位降低，則故障應為凝汽器排水閥誤開。如果主凝泵出口流量和出口壓力突降為0，說明主凝泵突然跳閘，則故障應為凝汽器極低液位開關誤動作。

2.2 除氧器液位控制閥或除氧器液位控制閥前電動隔離閥異常關閉

除氧器液位控制閥或其電動隔離閥異常關閉故障診斷的關鍵參數是主凝泵出口流量和除氧器上水流量。如果主凝泵出口流量超過450kg/s，而除氧器上水流量為0，結合除氧器液位下降，確定主凝泵處于自循環模式運行，則故障可能是除氧器液位控制閥或其電動隔離閥誤關。然后通過查看主控室盤臺上的除氧器液位控制閥前電動隔離閥的開關狀態指示，就能定位故障。

3 結語

機組功率運行時失去凝結水將使除氧器液位快速下降，除氧器低液位將觸發反應堆自動降功率至熱停堆狀態。在不考慮其它疊加故障的情況下，反應堆的反應性可控，放射性包容完整，燃料冷卻有效。而在實際瞬態過程中，操縱員還將獲得故障報警信息，結合本文所述診斷方法，可以更加高效的定位故障，通過有效處理，使核電廠安全受控，保證人員和設備的安全。