常規島閉式冷卻水泵入口過濾器堵塞原因分析及改進措施

任革

摘 要

常規島閉式冷卻水系統（SRI）是核電廠常規島各個系統冷卻器的唯一冷源。該系統能否保持正常運行，對其他系統乃至整個機組的安全穩定至關重要。本文主要針對常規島閉式冷卻水泵入口過濾器頻繁堵塞的問題進行分析討論，并且提出自己的想法及改進措施，希望能對預防和解決該問題提供一些參考。

關鍵詞

過濾器;堵塞

中圖分類號： F25B49/00 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 72

0 前言

常規島閉式冷卻水系統作為常規島眾多系統所需的冷源，在電站運行發揮著重要作用。然而，在機組運行過程中，常規島閉式冷卻水泵的入口過濾器頻繁堵塞。尤其是在夏季環境氣溫逐步升高的階段，過濾器堵塞的情況極易發生。導致常規島閉式冷卻水泵無法正常運行，給機組的穩定運行帶來很大困擾和隱患。

1 常規島閉式冷卻水泵入口過濾器堵塞原因分析

1.1 概述

核電廠常規島閉式冷卻水系統的主要作用是，在汽輪發電機組最大連續出力運行時，可以有效帶走熱量。在系統正常運行情況下，是一個完全封閉回路，系統中共有三臺閉式冷卻水泵，兩臺泵運行，一臺備用。單臺水泵入口都設置有一個獨立的入口過濾器。冷卻水經泵升壓后匯集到出口母管中。它的主要功能是保證發電機各個輔助系統冷源的供應，從而保證發電機正常運行。

SRI泵的入口過濾器為單向過濾器，濾芯為筒形濾網，其本身不具備排污功能。當濾網內雜質隨著時間積聚增多時，就會形成過濾器堵塞。

1.2 過濾器堵塞情況介紹

在日常工作中總結發現，每年7月份以后，天氣逐漸變熱，當環境溫度持續上升至30℃以后，閉式冷卻水泵入口過濾器就會出現堵塞的情況。維修人員從濾網清理出來各種堵塞物，經過技術人員檢查分析，堵塞物質主要包括：各色油漆（涂層）、固體膠狀物（橡膠）、金屬腐蝕產物（焊渣），石墨碎片（金屬石墨墊片）等。

1.3 過濾器堵塞的后果及危害

（1）如果過濾器頻堵塞未及時發現，極易導致閉式冷卻水泵運行時發生氣蝕，最終可能造成設備損壞。還有可能導致泵的入口壓力降低，一旦觸發壓力低的跳泵信號，SRI泵自動跳閘，將會引發系統較大擾動。在夏季環境溫度持續偏高的工況下，閉式冷卻水系統異常擾動將會對機組運行產生更大、更嚴重的影響。

（2）過濾器堵塞導致SRI系統流量和溫度發生變化。SRI系統供水溫度的不斷變化，會引起其相關用戶工作環境的變化，嚴重的時候會導致其部分用戶的功能喪失。例如閉式冷卻水溫升高，導致潤滑油系統的油溫升高，進而導致潤滑油的黏度變小。潤滑油油膜不穩定，會導致汽機發生振動。閉式冷卻水溫升高還會引起發電機內部氫氣溫度升高。一旦氫溫度升高到80℃以上時，就必須立即降低發電機組的有功功率，造成機組效率損失。閉式冷卻水溫升高還會導致凝汽器真空泵工作效率變差，引起汽機效率降低，等等。

（3）閉式冷卻水過濾器堵塞情況發生后，需要立即對相應的閉式冷卻水泵進行隔離疏水，并聯系維修人員清理檢修。等到清洗過濾器結束后，還要對其進行充水排氣操作。整個處理過程大概需要4小時左右。而在處理的這段時間內，閉式冷卻水泵的運行將會失去備用，如果再有一臺泵故障無法使用，必然引起系統劇烈擾動，該情況會直接影響機組的安全穩定運行。

1.4 過濾器堵塞的原因

每當夏季來臨時，隨著周圍環境溫度的急劇攀升，海水溫度也隨之升高。而SRI系統冷卻水溫受海水溫度變化的影響尤為明顯。還有一個原因，夏季SRI閉式冷卻水系統的負荷會大幅增加，系統中的各個熱交換器的流量調節閥會開大。進一步導致冷卻水系統流量流速加大。受影響最大的是汽機潤滑油冷油器，會隨著海水溫度，每天發生3次從20%到100%的瞬間變化，直接導致閉式冷卻水的流量從1200T瞬變到2000T，僅此閉式冷卻水流量瞬間波動就達到600-800T之多。

我們都知道，一個封閉式系統內部各個點動壓的變化與介質流速的平方成正比。因此一旦SRI系統內部的冷卻水流量波動增大，必然會對系統內的管道激流處產生相當大沖擊力。主要表現在系統彎道連接處、法蘭連接處、系統各個熱交換器等。而系統管道設備上的涂層、鐵屑、各種腐蝕物都會掉落到流體中，隨著時間的增加而慢慢累積。最終現象體現在過濾器的頻繁堵塞。

根據上面的描述，造成SRI 過濾器頻繁堵塞的原因是：夏季環境溫度上升，導致系統流量增大，加之系統中部分冷卻器調節閥周期性波動，進而帶來系統流量反復波動沖擊所致。

2 針對該過濾器堵塞的應對措施

通過上面的分析判斷，我們得出了閉式冷卻水泵入口過濾器頻繁堵塞的根本原因。針對這種情況，我認為可以通過預防和改進兩個方法來降低該異常對系統的影響。

2.1 預防性措施

（1）每年夏季工況時，我們應當加強對閉式冷卻水系統運行的巡檢關注，必須及時發現問題，并迅速響應處理過濾器堵塞問題。

（2）在正常運行工況下，保持汽機潤滑油冷油器旁路手動閥有一定開度，從而使調節閥有一定的調節裕度。

（3）根據維修人員提供的建議，每年6-7月左右時，運行人員提前根據實際氣溫情況及時調整調節閥開度，當閉式冷卻水流量明顯增大時，聯系相關人員對閉式冷卻水泵入口過濾器濾網進行預防性清洗處理。

（4）過濾器堵塞物質中有來自系統內部本身的閥門法蘭墊片，可以通過可行的檢修方式，對其進行檢查，必要時更換。

（5）聯系技術人員，對濾網內涂層、鐵屑等雜質的來源進行分析判斷，并提出處理措施。