核電廠發電機氫氣系統常見泄漏原因分析及防范措施探析

摘要：受我國經濟加速發展影響，民眾的生活水平有了明顯的提高，日常生活用電量需求也大幅度提升，同時對使用電的品質也有相應的高標準要求。為有效提高民眾用電質量，發電廠的配電發電設備就必須分秒不間斷的工作，而電廠設備的工作是否良好關系著發電廠的產能。如今許多發電廠主要使用氫冷發電設備完成發電工作，而這種設備是依靠氫氣體系來使設備正常運行的，氫氣體系是否能順利工作關系著設備的每個結構順利工作的效率。

關鍵詞：氫氣;泄漏;防范措施;發電機

引言：發電機正常運行依靠的是發電機各系統之間的協調平衡作用，一旦發生發電機漏氫現象就使電機組無法安全運行。能引起發電機漏電情況的原因有很多，因此若想保證發電機正常運轉，就必須加強對發電設備的檢查維修工作，將漏氫情況有效控制。從漏氫原因出發，提出發電機漏氫的解決措施，幫助發電廠提高發電機的實際產能。

一、發電設備漏氫的部位分析

一般來說，發電設備有兩個部分容易發生氫泄漏。首先是發電機主體部件的氫泄漏。另一個是發電機主體外輔助系統的氫泄漏。第一種現象發生主要涉及到發電機的四個系統，包括：水電連接管件和冷卻系統，發電機的密封瓦和側面回油管件接頭的系統，氫氣制冷器循環水系統，還有發電機的密封系統。發電機本體外部系統的漏氫主要包括管路的閥門和表計、分離器、氫冷器干燥裝置等[1]。

二、發電機氫氣泄漏的原因分析

1、冷水系統方面

在發電機正常運作時，定冷水的壓力要低于氫氣壓力，所以發電機本體內部若發生定冷水系統的泄漏情況，則會導致發電機的漏氫故障，氫氣會從發電機的內部逐漸泄漏至整個定冷系統，使定冷水的水箱承受更大的壓力而自行從排氮的回路中排出[2]。

原因分析：在定子線棒的接頭處焊接時，因操作工人技藝不精，造成焊接不牢，出現焊接點虛連現象，造成了漏水。空心的導線各接口點及轉角或換位處斷裂漏水，這種情況一般是采購人員未按照安裝說明購買標準規格的導線，造成因空心銅線質量不過關，繞組一端部位無法固定，在高頻振動時，各導線調換位置加工時產生了初始裂痕，裂紋逐漸變大，最后引起泄漏。絕緣引水管件漏水，一般絕緣引水管件本身磨破較嚴重時也會有漏水現象，但是這種現象的產生原因是配置的引水管件未按標準購買，管件質量差，管內壁有漏眼，還有一個原因是在運行過程中因絕緣引水管件過長與發電機內部一些金屬部位摩擦導致引水管件磨損嚴重發生的漏水現象[3]。引水管件連接口處若螺母未擰緊則容易松動從而導致水管漏水現象。

2、密封油系統方面

發電機的密封瓦之間的間隙若過大會加大發電機的漏氫量。在發電機正常運作時，檢修工人應對密封瓦檢修工作引起足夠的重視，嚴格把好安全關。發電機的密封方式多采用單流環式，在差壓閥正常工作時，其會自主跟蹤和控制油壓，保證氫油壓差控制在0.05±0.02Mpa，密封瓦裝置的特點是氫側與空側是共同使用一個進油路，只有回油時是分路的，兩股油在密封瓦的中心點分開，各自順著獨立的油路完成循環系統。

原因分析：密封瓦的瓦座封條因劣質問題或風化現象使密封條無法封閉，瓦座出現漏氫現象。若密封瓦整體裝置磨損嚴重或變形也會使其密封性降低。若密封瓦與連軸頸端有磨損，使密封瓦間隙變大，也可造成漏氫現象。在密封油系統正常工作的情況下，平衡閥工作也一切正常是不會出現漏氫現象的，反之，若平衡閥不能正常工作，如氫側油在溶解大量氫氣后油壓大于空側區的油壓，同時空側油會向外界泄漏氫氣，也是造成漏氫現象的原因。氫側油的回油箱位置若自動補、排氣閥不能正常運作，則會造成氫側油向空側油流竄，引起情況較嚴重的攜帶漏氫。密封瓦的支座位置和發電機的端蓋、中間環之間的密封或注膠被損壞，也會使氫氣通過密封瓦流竄到外端的軸承室[4]。

3、氫冷器方面

原因分析：氫氣冷化器裝置內的管件正常運轉時氫壓力會高于冷水壓力，若發生管子漏氫情況會直接造成氫氣冷化器的虹吸出現破損。冷動器裝置的結合面螺栓若未擰緊或擰緊的方法不正確。氫氣冷動器的結合面密封墊若出現老化現象，不能起到密封作用[5]。氫氣冷動器裝置內部銅管被長期腐蝕未及時保養也有泄漏危險。

4、機殼結合面方面

原因分析：發電機的機殼結合面主要指：端蓋及機座的結合部分、上端蓋和下端蓋的結合部分、固定端蓋的螺孔、套管法蘭和套管臺板間的結合部分、溫度計的進出風口結合部分等。

當結合面螺栓未擰緊或緊固的方式不對時易造成漏氫現象。結合面密封處所使用的密封墊老化情況嚴重，不能起密封作用時，造成的漏氫現象。

5、轉子漏氫

原因分析：發電機的轉子線圈引線因螺栓未緊固或密封不實導致轉子泄漏。

三、漏氫處理措施

1、定冷水系統一旦出現漏氫現象必須停機處理。在機組正常運轉情況下保證氫水的壓差正常，確保氫壓定要大于水壓，防止水進一步泄漏進入到發電機內部。

2、密封油系統漏氫現象需通過微調密封油運轉的情況來減少漏氫量，調整好密封油的差壓閥，保證油氫差壓正常。

3、氫冷器漏氫現象發生時應及時停機，將各部分管件詳細檢測查漏，若發現漏氫現象不嚴重則采取堵管方式處理，若漏氫現象已經非常嚴重，有大量的氫氣泄漏則必須更換氫氣冷情卻器。

4、發電機端蓋或閥門法蘭、管道管件等泄漏，可通過緊固法蘭、更換相應閥門、給發電機端蓋法蘭注膠等方法進行處理，之后，在大修或停機時進行徹底修理。

5、發電機的轉子一旦發生漏氫現象，只能采取停機換件，或更換相應位置的密封填料來處理。

結語：

通常發電機發生氫泄漏故障所需維修時間較長，對發電機的工作產生重大影響。為規避這一現象發生，在安裝發電設備時，為了確保發電機和氫氣系統的合理安全設置，必須注意嚴格的質量控制。在日常工作中，發電漏氫故障時，應及時加強對設備的巡視排查工作，盡量減少檢修時間。若漏氫量加大時應及時安排檢查處理，在處理時工作人員應嚴格按照相關說明進行工作，提高檢修技能，并嚴格執行安全隱患措施，這樣才能減少發電機漏氫故障發生的頻率。

參考文獻：

[1]楊泰.300MW發電機氫冷器泄漏分析及防范措施[J].機電信息，2020（12）：65+67.DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2020.12.031.

[2]劉小齊，陳安德.高壓PFF103/105氣井閘閥入庫檢驗泄漏原因分析[J].石油工業技術監督，2017，33（08）：49-52.

[3]李云飛.高壓加熱器鋼管泄漏原因分析[J].云南電力技術，2010，38（06）：63+76.

[4]李波，張偉，范文剛.高壓蒸汽發生器泄漏原因分析及改造措施[J].石油和化工設備，2009，12（06）：39-42.

[5]黃益軍.基于游客體驗的旅游景區產品設計研究——以紹興沈園為例[J].德州學院學報，2008，24（06）：74-78.

作者簡介：余澤潭、?性別：男、 民族：漢族、?籍貫： 陜西商州、?出生年月：1992.11、?學歷：本科、 職稱：助理工程師、?單位：福建福清核電有限公司（福建福清）、研究方向：核電維修機械專業