應急柴油發電機組水套加熱器改進研究

王斌　田海松

摘? 要? ? ?核電廠內LLS應急柴油發電機組水套加熱器使用自循環水套加熱器，加熱效果不良，且故障率較高。通過對自循環水套加熱器故障原因分析，給出了解決方案，同時完成方案說明，最終完成產品設計，隨后尋找廠家進行設備生產，最終完成產品出廠試驗。

關鍵詞? ? 自循環、水套加熱器、方案、系統設計

0引言

此前核電廠內LLS系統應急柴油發電機組水套加熱器采用自循環式水套加熱器，近些年，在機組日常熱備用期間，水套加熱器頻發故障，故障主要集中在水套加熱器內溫控器觸點故障，同時也出現過接線端子過熱，動力回路斷線等情況。如水套加熱器長期不可用，將導致應急發電機組失去應急功能。

1LLS系統水套加熱器介紹

1.1LLS系統水套加熱器功能簡述

水套加熱器應用在LLS應急柴油發電機組水回路中，在機組熱備用期間，水套加熱器正常工作運行，加熱后的冷卻水為柴油機本體氣缸以及潤滑油進行預熱，由于加熱溫度較低，未達到水回路恒溫閥的動作值（68℃），所以預熱的冷卻水在柴油機本體內進行小循環流動。冷卻水循環路徑為加熱后冷卻水通過三通恒溫調節器經過冷卻水泵，通過油冷卻器再到氣缸以及水套加熱器回路中，如此往復循環，使水回路溫度上升，達到為柴油機暖缸、本體預熱功能。柴油機水回路流程圖，如下圖1所示。

1.2自循環水套加熱器介紹

原物項自循環式水套加熱器，所謂“自循環”就是水套加熱器中冷卻水循環完全依靠水的分子運動實現水流動，加熱后溫度較高的冷卻水分子向溫度低的冷卻水方向流動，實現柴油機預熱功能，所以預熱效果較差。

自循環水套加熱器參數介紹，水套加熱器規格2kw/220V;型號：SRS2;使用用途：用于功率在120kW-250kW的柴油發電機組預熱;特點：不銹鋼制作，體積小;外形：39cm*7cm*15cm;管路接口：Φ19mm;溫控范圍：38℃-45℃。

2水套加熱器改進過程

2.1原物項缺陷分析

多次發生故障，從歷史數據統計顯示，此水套加熱器故障率較高，不滿足現場使用需求。同時較頻繁的故障，也使核安全相關系統可靠性降低。現場原物項水套加熱器故障統計，如下表1所示。

1）加熱效果不良。目前現場使用的水套加熱器為自循環式加熱器，依靠加熱的冷卻水分子熱運動原理，將柴油機水回路加熱，加熱效果不良，且冷卻水回路預熱緩慢。

2）水套加熱器的溫控器經常燒毀。根據現場運行工況，水套加熱器運行時，處于頻繁啟停狀態，并且溫控器觸點使用在一次回路中，運行電流9A左右，由于過于頻繁的分斷大電流，導致溫控器觸點過熱粘連。

3）溫控器安裝位置不合理。由于自循環水套加熱器上表面與下表面溫度不一致，溫控器安裝在下表面居中位置，加熱器上表面溫度達到80℃左右時，下表面溫度達到40℃左右，才達到溫控器跳閘值，這也是導致頻繁動作原因，且安裝位置固定，無法調整。

4）水套加熱器動力回路接線情況較差。動力回路的線路不符合彎曲半徑的要求，易造成過熱損壞的情況。

2.2新型水套加熱器的改進研究

根據上述自循環水套加熱器存在的缺陷，需改進的功能研究分析如下：

（1）由于水套加熱器加熱效果不良，需解決LLS柴油機水回路溫度不均勻的問題。所以需增加強迫循環水泵，將熱水在整個水回路循環起來，改善預熱效果。

（2）水套加熱器控制回路需改進。由于自循環式水套加熱器溫控器分斷一次電流，為避免頻繁分斷大電流導致溫控器觸點損壞，需改為溫控器觸點控制二次回路，由接觸器控制一次回路，可避免溫控器觸點頻繁問題。

（3）需解決新型水套加熱器現場安裝需求（位置、安裝方式、連接方式、基礎形式）。

（4）需考慮現場管路接口匹配性。由于管路接口為Φ19mm，因此改進后水套加熱器管口也需改為19mm。

（5）需考慮現場上游空開容量與水套加熱器容量是否匹配。由于原水套加熱器功率為2kw，所以改進后水套加熱器控制在2kw，可不影響上游電源回路。

（6）考慮增加水回路溫度控制功能。在電氣控制回路中增加可調溫控器，滿足現場溫度設定需求。

（7）考慮現場接線固定問題。在外部電源接入電源箱時，需使用格蘭固定。

通過上述研究分析，對水套加熱器進行初步設計，水套加熱器外形、尺寸、主要參數如下圖2所示。

上圖中主要針對物項的外形、安裝尺寸以及參數信息的情況描述，下面將對新型水套加熱器的電氣回路進行改進設計描述，此電氣圖設計主要目的是為實現溫控器觸點控制二次回路，使用分斷能力更強的接觸器分斷電機啟動與運行電流，使回路更可靠。電氣原理接線如下圖3所示。

綜上，已完成新型水套加熱器初步設計，同時尋找生產廠家對新型號水套加熱器進行制造，最終完成產品物項生產，在出廠試驗合格后，運至現場應用。

3結束語

本文通過對原物項水套加熱器故障分析，給出了原水套加熱器缺陷總結，并根據原物項故障總結，完成了新型水套加熱器的初步設計，最終完成物項產品生產制造。

同時本文通過對原水套加熱器頻繁故障的原因分析，以及對新物項的產品設計、生產制造等工作過程實施，為同類型柴油機水回路預熱裝置改進研究提供一定借鑒意義并具有一定的推廣性。

參考文獻

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