AP1000核島通風系統維修特性分析

朱建軍

摘 要：AP1000核島通風系統用于維持核島區域的空氣環境，以滿足設備、人員對環境的要求。 該類系統數量多，設備數量占該區域總數量的25%以上，預防性維修工作量大。本文從系統級和設備級維修需求入手，結合某核電廠當地的天氣狀況，對維修窗口設置和維修內容進行了探討。

關鍵詞：通風；系統；設備

1 緒論

1.1 系統介紹

AP1000核島通風系統由放射性控制區通風系統（VAS）、核島非放射性通風系統（VBS）、安全殼再循環冷卻系統（VCS）、安全殼空氣過濾系統（VFS）、核島保健物理和熱機修車間通風空調系統（VHS）、廢物廠房通風空調系統（VRS）、附屬/輔助廠房非放射性通風系統（VXS）、柴油發電機廠房供暖和通風系統（VZS）。

1.2 設備介紹

核島區域主要工藝系統共有約6700臺機械類設備，其中通風系統機械類設備約有1700臺，占25%以上的比重。

核島通風系統設備主要包括風閥（電動風閥、氣動風閥、消防類風閥）、風機、加熱/冷卻盤管、過濾器、加濕器（快速擴散器）等。

通風系統的設備多樣，數量多，結構簡單。但由于設備基數大，通風系統的維修工作量較大。若安排不合理會造成工作的繁瑣和大量的人力資源耗費，也會對機組的持續穩定運行造成隱患。因此需要對通風系統從系統級和設備級進行分析，以確定合適的維修組織形式。

2 系統功能性分析

核島通風系統作為核島各功能區域的主要支持系統，用于滿足各工藝系統或人員對環境的要求，因此其運行與否與各工藝系統對環境的要求以及核電廠當地的氣候環境有緊密的相關性。筆者從核島通風系統的設計功能要求出發，結合當地的天氣歷史數據，給出了維修窗口的設置建議。

當地2009至2014年，每月的平均最高和最低溫度曲線如圖1所示。根據表1中各通風系統對溫度控制的要求，對比圖1天氣歷史溫度數據即可預估出通風系統維修時的時間安排，即每年的4月份和11月份是通風系統維修的最佳時機。

3 設備維護需求分析

3.1 風機

風機按工作原理可分為離心式和軸流式，其中離心風機按傳動方式又分為A式 （直聯傳動）、C式（懸臂支承皮帶傳動）、D式（懸臂支承聯軸器）、E式（雙支承皮帶傳動），各式風機的數量為A式有18臺，C式26臺，D式4臺，E式33臺。軸流風機均為A式（直聯傳動），共19臺。

風機為空氣的流動提供了能量。若風機發生故障，則會造成整個通風系統功能的喪失，因此根據風機的結構特點，安排合適的維修，以保證其運行可靠性，是十分必要的。

離心A式風機和軸流A式風機結構類似，均是電機與風輪直接連接。此類風機結構簡單，尺寸小，主要需要維修的部件為電機。

C式和E式：需維護的部件為軸承和傳動帶。這兩類風機的故障表現形式多為皮帶抖動大、軸承振動高、軸承溫度高。所采取的預防性維修方式建議為定期潤滑（對軸承補充潤滑脂）、定期維護（軸承檢查、油脂更換、皮帶更換）、解體檢查（軸承更換）。風機日常巡檢應對振動、溫度進行測量，如果安裝了在線溫度、振動測量裝置，則其定期預防性解體檢查可取消。

D式：需維護的部件為軸承。這類風機的故障表現形式多為軸承振動高、軸承溫度高。所采取的預防性維修方式建議為定期潤滑（對軸承補充潤滑脂）、檢查維護（軸承檢查、油脂更換）、解體檢查（軸承更換）。風機日常巡檢應對振動、溫度進行測量，如果安裝了在線溫度、振動測量，則其定期預防性解體檢查可取消。

3.2 控制風閥

通風系統控制風閥分為電動風閥、氣動風閥。

依控制風閥的結構和運行經驗分析，控制風閥需維修的部件為閥體。所采取的預防性維修方式建議為檢查維護和解體檢查。

風閥可能的故障為驅動機構連桿、旋臂的變形、銹蝕；鍍鋅葉片的銹蝕，造成風閥卡澀。連桿、旋臂的故障可以通過校正進行修復，風閥的卡澀可以通過對風閥進行多次手動動作進行消除。這些故障的處理，一般無需將控制風閥從風管上拆除。

氣動頭和電動頭損壞的幾率不大，建議適當儲備氣動頭和電動頭整體備件。以便出現問題時進行整體更換。

3.3 手動風閥

手動風閥由單葉片和多葉片之分。

風閥可能的故障為手動驅動機構連桿、旋臂的變形、銹蝕；鍍鋅葉片的銹蝕，造成風閥卡澀。處理連桿、旋臂的故障可以通過校正進行修復，風閥的卡澀可以通過對風閥進行多次動作進行消除。這些故障的處理，一般無需將手動風閥從風管上拆除。

由于單個風閥的維修時間短，可在系統停運時，統一安排。在安排時按區域出工單，以減少工單的數量，減少領取工單耗費的時間和精力。

3.4 加濕器

加濕器與快速擴散器配套使用。加濕器通過加熱給水生成蒸汽，蒸汽通過快速擴散器均勻擴散到通風系統中，從而維持環境空氣濕度在要求范圍內。

依加濕器/快速擴散器以及以往的運行經驗分析，加濕器可能的故障為電加熱管積垢、快速擴散器通氣孔的積垢堵塞。

應每年對加濕器/快速擴散器的積垢進行清理，并對給水管、排水管的跑冒滴漏進行檢查。

3.5 過濾器

過濾器分為初效過濾器、高效過濾器、碘吸附器。主要功能為過濾空氣中的灰塵和放射性碘元素。

過濾器的更換與其前后壓差有關，當過濾器前后壓力差達到設計更換壓差時，需對過濾器進行更換。

3.6 盤管

盤管其實質是盤管式熱交換器。用于將通風區域的熱量導出，傳遞給冷凍水系統或者將熱水及加熱系統的熱量導入通風區域，以滿足通風系統的溫度要求。

盤管最可能的缺陷為盤管迎風面的積塵，造成通風量下降，盤管應該每年進行一次清理。

4 結束語

本文對AP1000核電機組的通風系統的功能和設備的結構特點進行了介紹。總結出通風系統維修窗口的設置原則以及維修內容的設置要求。但由于通風系統設備數量多、設備類型多樣，雖嚴格執行預防性維修，也不能杜絕通風系統設備故障的出現，因此還需要運行及維修人員加深對系統、設備的理解，以提高對系統和設備的掌控能力，以便出現問題時，能用最短的時間排除故障，避免通風系統故障對核電廠的穩定運行造成沖擊。

參考文獻

[1] 黃崇國. 通風空調工程施工與驗收手冊[M]. 中國建筑工業出版社 ISBN 7-112-07417-7

[2] 孔 熠. 2006 版新編風機選型設計實用手冊[M]. 中國知識出版社 ISBN 7-5345-0320-5endprint