9ASG除氧器的運行

陳立夫

【摘 要】9ASG除氧器能為REA和ASG水箱提供除鹽除氧水，雖然不是核安全相關設備，但是其可用性卻是與核安全密切相關的。本文從9ASG除氧器的組成和功能出發，簡要介紹了其包含的主要設備、供水水源及其供水方式。同時，通過闡述和分析9ASG除氧器的工作原理、工藝流程及其運行的5個工況（停運、升溫、除氧、生產、氮氣覆蓋），使讀者能夠更充分的了解9ASG除氧器的運行方式，加之以9ASG除氧器的脫扣信號及其定值、歷年主要技改項目、作者個人日常操作經驗等，分析并總結出9ASG除氧器日常運行5個工況認為需要關注的事項，尤其是在啟動除氧器向ASG/REA水箱制水前、制水期間、以及后續切換等操作的注意事項。

【關鍵字】除氧器;技術改造;運行工況;制水;脫扣信號

中圖分類號： TM623 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）02-0181-005

【Abstract】9ASG deaerator for REA and ASG provide the desalting deaerator water tank， although not the nuclear safety related equipment， but its availability is closely related with the nuclear safety. This article from the composition and function of 9ASG of the deaerator， briefly introduces its main equipment， including water supply and water supply mode. At the same time， through the elaboration and analysis of 5 working principle， 9ASG deaerator process and its operation （outage， temperature， oxygen， production， nitrogen coverage）， so that readers can more fully understand 9ASG deaerator operation mode， in addition to the 9ASG deaerator release signal and its value， the main technical improvement the project， author's daily operating experience， analysis and summing up of the daily operation of 9ASG deaerator 5 conditions that matters need attention， especially the note in the deaerator water tank to start ASG/REA water before， during， and subsequent water switch operation.

【Key words】Deaerator; Technological transformation; Water preparation; The tripping signal

1 除氧裝置的功能

利用除氧器裝置可向輔助給水系統（ASG）和反應堆硼水補給系統的水箱（REA）提供除鹽除氧水。如果熱停堆時間超過2小時，輔助給水箱的正常貯水量不能滿足要求，此時，可由除氧裝置向輔助給水箱補水，以保證有足夠的水帶走一回路熱量。另外，在電站啟動之前，該裝置還能對硼水補給水系統的貯水箱進行初次充水。 除氧裝置能使蒸汽發生器輔助給水中溶解氧的含量保持在0.1ppm以下。

2 除氧裝置的組成

兩臺機組共用一套除氧裝置，它布置在一號機組的常規島廠房。

這項設備包括一套除氧裝置，其中有：

（1）兩臺除氧器給水泵（9ASG005PO/006PO）用于泵送除氧水。一臺運行時，另一臺泵備用。此外，006PO還用于對ASG水箱的水進行再處理。9ASG005PO由一號機組從配電盤LLA供電，9ASG006PO由二號機組從配電盤LLA供電。柴油發電機作為泵的應急電源。如果是在運行中失去LLA電源，則005PO，006PO所屬的啟動接觸器仍保持接通狀態，泵停運，一直持續到柴油發電機提供的應急電源使電源恢復。

（2）一臺除氧器（9ASG001DZ）;

（3）一臺再生熱交換器（9ASG001EX）;

（4）一臺冷凝水冷卻器（9ASG001RF）;

（5）一臺非再生熱交換器（9ASG002RF）。

3 除氧器水源和供水方式

3.1 ASG水箱的正常補給和充水

輔助給水箱優先使用另一機組或本機組（如果本機組正在運行的話）的凝結水抽取系統（CEX）的凝結水進行充水或補水，也可使用除氧器系統進行充水或補水時，這時使用的是PH=9的經除氧器除氧的SER水。

3.2 ASG水箱的再處理

如果目的是給水箱本身除氧，那么除氧裝置的系統在線是006PO從水箱取水至除氧器，005PO從除氧器送水至水箱，否則循環除氧信號無法發出。

3.3 REA貯水箱的補給

除氧器除了保證ASG系統專用功能以外，還在初始充水操作時向9REA001BA和9REA002BA供應給水。當出現故障時，它還能從SED系統利用PH=7未除氣的水來補充貯水箱。但在為REA水箱供水前，應優先對ASG水箱供水。在除氧裝置處理PH=9的除鹽水時，如果硼水補給水箱進口管線的雙重隔離閥9ASG173VD與REA134VD或REA135VD未關閉，則除氧器裝置控制臺上的報警裝置報警，以防止硼水補給系統被PH=9的除鹽水污染。

4 除氧器工作原理

電廠中采用的除氧器是一種物理除氧方法。其簡單除氧原理如下：

4.1 道爾頓（Dalton）分壓定律：

混合氣體全壓力等于各組成氣體分壓力之和。對除氧器而言：

Pd=Ps+Pa

其中：Pd，Ps，Pa分別為除氧器混合氣體總壓力，蒸汽分壓力，空氣分壓力。

給水定壓加熱時，隨著水的蒸發過程不斷加強，水面上的水的分壓力逐步加大，相應其它氣體的分壓將不斷減小。當把水加熱到飽和溫度時，水蒸氣的分壓力實際上就等于水面上的全壓力，其它氣體的分壓力就會趨于零，從而創造了將水中溶解的氣體全部除去的條件。

4.2 亨利（Herry）定律：

該定律指出：在一容器中，當溶于水中的氣體與自水中逸出的氣體處于動態平衡時，單位體積水中氣體的溶解量和水面上該氣體的分壓力成正比。

如果水面上某氣體的實際分壓力低于水中溶解氣體所對應的平衡狀態壓力，則該氣體就會在不平衡壓差ΔP作用下自水中離析出來。直到達到平衡狀態為止。反之，將會發生該氣體繼續溶于水中的過程。如果能使水面上某氣體的實際分壓力為零，在不平衡壓差作用下就可把該氣體從水中完全除掉，這就是物理除氧方法的基本原理。

5 除氧器工藝流程及工況說明

5.1 流程簡介

手動啟動帶燈轉壓開關（801TPL）除氧器裝置便自動投入運行。

需除氧的除鹽水在5℃和40℃之間的溫度進入熱交換器001EX。它離開熱交換器的溫度在88.5℃和96℃之間。它被送到除氧器001DZ的頂部，噴成霧狀。

依靠控制器（023RG）保持除氧器內的水位不變。控制器調整需要除氧的水的進口流量（003MN和153VD）。

依靠一個調節加熱蒸汽流量的壓力調節器（003RG）保持除氧器的絕對壓力1.2bar不變（043MP和443VV）。除氧器內的不凝結氣體和一部分水蒸汽，從排汽管線排走。

經過除氧后的105℃水由泵005PO或006PO進行收集，通過再生熱交換器冷卻后排向輔助給水箱或硼水水箱。熱交換器將水冷卻到溫度最高為50℃。

加熱需除氧的水所需的熱量由SVA輔助蒸汽供應。輔助蒸汽在除氧器換熱管束內凝結。SVA凝結水收集在凝結水貯存箱002BA內，并由冷凝水冷卻器001RF冷卻。

通過冷凝水冷卻器出口的控制閥444VL來調節冷凝水的排出量（013RG），從而使冷凝水貯存箱002BA中的水維持在一定水位。

RG的工作原理可參見附錄一。

5.2 工況說明

5.2.1 工況“0”：正常運行和緊急停運

工況“0”是兩個生產信號之間的短期正常停運工況，系統完全隔離，所有自動操作閥門關閉。三通閥160VD處于再循環位置。工況“0”也是當生產時發生故障或失去氣源或電源時的緊急停運工況。

5.2.2 工況“1”：升溫

生產信號會使由工況“0”向工況“l”過渡。除氧器在空氣覆蓋下充水到正常水位，這一工況的目的是讓蒸汽進入管束使水升溫。為了使除氧器與大氣相通，開啟閥門210VV（啟動放氣）。然后再開啟閥門166VD、170VD、442VV、206VV、207VV和445VL，兩臺水泵005PO和006PO中一臺投入運行另一臺保持備用狀態。

為了獲得均勻的加熱，進行這種操作時使水經過泵和三通閥160VD再循環。

除氧器內的氣體中空氣含量較高。當溫度較低時空氣分壓較大。為了在盡量短的時間內使空氣升溫和使除氧器放氣，開啟閥門210VV，并利用控制機構使蒸汽入口控制閥443VV全開。

根據探頭006MT的探測，當除氧器內的溫度達到80℃左右時，重新建立起正常的流動工況。那時系統進入工況“2”。

5.2.3 工況“2”：系統水除氧

當除氧器頂部壓力到達0.12MPa時，流量控制器驅動閥門443VV。那時水溫達到它的額定溫度105℃，但仍沒有完全除氧。于是水必須進行約5次左右的再循環，使含氧量降到0.01ppm以下。此外，在除氧器內還需要有一股蒸汽流來稀釋和掃除不凝結物料，流量約為900kgha的蒸汽通過106DI向大氣排放。由于系統的容積小于3m3，一個循環至多持續3分鐘。

把溫度從80℃升高到105℃所需的時間給定后，整個操作持續17分鐘。

5.2.4 工況“3”：生產

除氧水的出口閥169VD開啟。閥門160VD逐漸由“再循環”位置轉為“生產”位置。流量根椐160VD的開度而不同。

閥門160VD的操作時間約為10分鐘，在50%閥門開度處設有一只開關，它控制210VV的關閉。210VV約在5分鐘后關閉。

這種緩慢的操作是必要的，可以避免加熱蒸汽流量的迅速變動，它在系統的慣性作用下會造成除氧器內壓力的變動（尤其是形成真空因而使空氣進入的危險）。閥門160VD在生產位置上有一只行程限位開關，它能關閉再循環閥170VD。

投入運行時生產順序持續時間約為30分鐘。

5.2.5 工況“4”：氮氣覆蓋順序

管束的蒸汽側處于氮氣覆蓋之下，以保證長期停運時有最佳的保養條件。初始工況總是工況“0”。當蒸汽壓力已降到0.15MPa時，由運行人員在控制臺上給出這個信號。

氮氣進口閥212VZ開啟，在管束中產生0.3MPa的絕對總壓力（氮氣+蒸汽）。這個壓力由減壓閥211VZ進行控制。

當到達這一壓力時，運行人員關閉閥門212VZ，系統回到工況‘‘0”。

6 9ASG001DZ脫扣信號及定值

另外還有以下脫扣信號：

（1）9REA閥位故障，防止用SER水給REA水箱補水

（2）1/2ASG補水閥113/115 VD關閉

（3）005/006PO泵操作不一致：防止除氣器啟動而沒有泵運行（有延時2S）;循環除氧時005PO未啟動而006 PO啟動

7 主要技改項目

1）在再生熱交換器9ASG001EX下游增加一非再生熱交換器9ASG002RF， 冷卻水采用1SES冷凍水冷卻。

變更原因：

（1）在大修期間，如對ASG 001 BA進行放空或對水箱頂部的安全閥、呼吸閥進行解體檢修后，再對ASG 001 BA進行制水時，氧含量很難合格，只能采取置換的方式，一般需要置換3遍才能合格，需要浪費大量的除鹽除氧水。每箱水大約為700M3.

（2）在功率運行時如1/2ASG 001 BA氧含量不合格時，如需要對1/2ASG 001 BA進行循環除氧。但由于該除氧器沒有非再生熱交換器，容易導致ASG 001 BA的水箱溫度超過50度，將導致輔助給水箱不可用，退防時間為7小時。一般也只能采取置換的方式進行除氧，將導致很大的浪費。

（3）當ASG 001 BA的水箱溫度超過50度后，由于ASG系統沒有其他的冷卻功能，只能采取置換的方式，而且水箱溫度很難降低，需要浪費大量除鹽除氧水。

2）將9ASG 010 SP目前的定值修改為：正常值為0.4Mpa，低定值為0.25Mpa

變更原因：

（1）9ASG 010 SP現場安裝位置緊靠后面隔離閥。除氣器啟動時，隔離閥突然開啟時的卸壓，極易造成輔助蒸汽壓力低自動跳閘。而此時輔助蒸汽壓力并不低，只是瞬時的現象

（2）改到當前值后還可以保證除氣效果。除氣器自動跳閘還有更直觀的跳閘信號：除氣器壓力低。兩個保護間應該說是有冗余功能。

（3）增加一個9ASG除氧器取樣點即9ASG707VD用于自循環階段的取樣

變更原因：

9ASG除氧器原設計取樣點為9ASG710VD，因安裝時把此管線出口連接在封閉的疏水管上，故取不到樣，在調試期間改9ASG734VD為取樣點。但不管是9ASG710VD還是9ASG734VD，均只能監測往REA或ASG水箱進水過程中的水質，而在除氧器啟動自循環階段，其水質是否合格，是否允許向REA或ASG水箱供水因取不到有代表性的樣品而不可知，這樣就有可能使溶解氧含量不合格的水進入REA或ASG水箱。因此建議增加一個9ASG除氧器取樣點即9ASG707VD用于自循環階段的取樣。

4）9ASG除氣器脫扣指令的邏輯改造

變更原因：

將9ASG除氣器目前的脫扣指令全部解除，建議對脫扣指令修改如下：

刪除以下指令：

①閥門不一致性210VV

②閥門不一致性445VL

③閥門不一致性207VV

④閥門不一致性166VD

⑤閥門不一致性442VV

⑥閥門不一致性170VD

⑦閥門不一致性169VD

⑧閥門不一致性206VV

增加兩個指令：

（1）除氧器最大壓力? ?來自68頁第6張

（2）002 BA高液位? ? 來自68頁第5張

修改一個指令：

（1）將除氧器在生產位置，1或2ASG水箱高水位，改為“1或2 ASG水箱高高水位”。

這樣改造的理由：

（1）閥門限位經常故障，導致除氣器不可用

（2）其余的跳閘信號已能反映出以上閥門狀態的錯誤。

除氧器高，低液位信號可以反映166VD、153VD的故障。

002BA高液位反映445VL故障。

流量可以反映170VD故障，169VD故障。

壓力高低反映210VV、206/207VV、442VV的故障。

5）在9ASG006PO的停運信號回路中串聯無循環除氧信號

變更原因：

9ASG 006 PO在循環除氧時無法啟動，原因是一直有停運信號（啟動信號是正常制水和循環除氧，停運信號是正常制水停運）。而按照實際運行工藝流程，在循環除氧時，正常制水是停運的，這就造成了循環除氧與現在設計邏輯圖明顯不一致（啟動信號仍舊為正常制水和循環除氧，如果沒有正常制水啟動信號則9ASG 006 PO停運，造成該泵在循環除氧時無法啟動）。

6）由于9ASG除氧器冷源單一，增加冷卻水源SEP，用于當1SRI停運時，冷卻9ASG001RF。

8 日常運行經驗反饋

（1）除氧器啟動前需給除氧器補水到液位大概為1250mm，通過用804TO手動開啟166VD，手動控制153VD（023RG）開度補水至該水位然后恢復，如果除氧器水位過高則通過開啟9ASG200VD排水。

（2）在除氧器啟動過程中，應盡量避免液位和溫度兩個參數同時進行調節，由于液位下降補水過程中進入除氧器的是冷水，勢必會導致除氧器的溫度下降，一邊在加熱，一邊在進冷水，這樣就陷入死循環了，容易導致在除氧器程序規定時間內達不到要求的溫度而產生脫扣信號。

（3）由于REA水箱水質和ASG水箱水質要求不一樣，在啟動除氧器之前的在線期間要避免開錯閥門，9ASG150VD對應的是由SER來的PH=9的水，符合ASG水箱的供水要求，9ASG151VD對應的是由SED來的PH=7的水，符合REA水箱的供水要求。

（4）在使用除氧器向REA制水前，由于上次制水有可能是到ASG水箱且制水間隔時間太長，管道殘水可能氧含量也不達標，為了防止管道殘水進入REA水箱導致REA水箱水質不合格，需要先制水到ASG水箱30分鐘，在30分鐘過后，為保證平穩切換，避免流量和液位波動導致除氧器脫扣，最好用三人帶對講機進行切換。一人在801AR上觀察流量，另兩人操作9ASG172VD（慢慢關）和9ASG173VD（慢慢開），直至172VD全關，而173VD的開度使去REA水箱的流量保持在切換前的值，切換期間盡量保證流量變化小。

（5）9ASG006PO電源日常運行期間放在試驗位置，使其電源二次回路接通，此時若005PO跳閘故障導致除氧器跳閘則006PO收到備用啟動指令，但由于此時該泵在試驗位置，無法啟動，所以由流量低延時20S跳除氧器，同時發出006PO停止指令，復位006PO備用指令，在下一次再啟動除氧器時保證除氧器程序的正常進行，就可以重新再啟動除氧器了。

（6）有的時候制水開始時，RG上出現CPU.F報警紅燈亮，RG上的所有操作都無法進行，這時候就需要及時匯報主控，讓維修人員進行復位插件消除報警才可以進行操作。

（7）當使用9ASG006PO為ASG水箱打循環的時候，由于9ASG006PO出口閥門9ASG159VD有內漏，導致9ASG除氧器液位上漲，出現高液位報警，需要手動進行排水，2007年曾提出技改建議在9ASG001DZ的再循環管線上增加手動隔離閥，目前技改仍未實施。

（8）由于1ASG950VL和2ASG950VL兩個機組CEX水補水閥門位置較近，大修期間在執行用CEX水為ASG水箱補水時，很容易開錯閥門，導致氧含量不合格的水進入ASG水箱，使得ASG水箱不得不進行換水或者循環除氧操作。現在大修期間專門有一個運行隔離將大修機組的補水閥門關閉上鎖來避免這種情況發生。

9 結束語

綜上所述可以看出，9ASG除氧器雖然不是核安全相關設備，但是其可用性卻是與核安全相關的，所以這就要求我們務必全面理解和掌握9ASG除氧器的各項知識，希望通過本文能夠幫讀者了解9ASG除氧器日常運行的狀況、出現的問題及其解決方法。另外通過本文也可看出目前9ASG除氧器還有一些亟待解決的問題，希望在不久的將來這些問題都能一一解決掉，以保證9ASG除氧器在需要它投入運行時能發揮其應有的作用。

由于本人水平有限，真誠地希望大家對本文的不足和錯誤之處提出寶貴的意見和指導。

【參考文獻】

[1]黃鵠，核電廠中級運行，2008-12.

[2]陳洋，C9ASG001輔助給水系統典型操作票，2011-10-28.

[3]于濤，秦山二廠1、2號機組ASG系統手冊，2005-05.

[4]秦山二廠1、2號機組大修及日常主要技術改造.

附錄1

9ASG003RG原理說明

液位實測值（9ASG043MP）與整定值進行比較，高于整定值關閉9ASG443VV，低于整定值開啟9ASG443VV，液位整定值只有RG在自動狀態下才可調節，9ASG013RG和9ASG023RG原理也相同

附錄2

9ASG801AR上的報警燈和按鈕

801TL? ?除氧系統啟動/停運

802TL? ?氮氣閥212VZ開/關

803TL? ?1CEX供水閥9ASG161VD開/關

804TL? ?2CEX供水閥9ASG162VD開/關

801TO? ?005PO運行/006PO備用

802TO? ?006PO運行/005PO備用

803TO? ?ASG水箱循環除氧

804TO? ?9ASG166VD開/關? 按下804TO后，153VD手動開至一開度166VD才會打開

9ASG801LA? 210VV操作不一致性

9ASG802LA? 442VV操作不一致性

9ASG803LA? 206VV操作不一致性

9ASG804LA? 445VL操作不一致性

9ASG805LA? 207VV操作不一致性

9ASG806LA? 166VD操作不一致性

9ASG807LA? 170VD操作不一致性

9ASG808LA? 169VD操作不一致性

9ASG809LA? 005/006PO操作不一致性

9ASG810LA? 001DZ液位高

9ASG811LA? 001DZ液位低

9ASG812LA? 001DZ壓力低

9ASG813LA? 除氧水流量高

9ASG814LA? 除氧水溫度高

9ASG815LA? 除氧水流量低

9ASG816LA? 9REA水箱液位高停除氧器

9ASG817LA? 001BA水箱液位高停除氧器

9ASG818LA? 9ASG150/173VD故障

9ASG819LA? 001DZ壓力高

9ASG820LA? 002BA水箱液位高

9ASG821LA? 輔助蒸汽壓力低

9ASG822LA? 回流溫度高

附錄3