秦二廠輔助給水泵出口流量計異常波動的分析與解決

俞晟力，馬敏超，蘇繼威

（中核核電運行管理有限公司 維修三處，浙江 嘉興 314300）

0 引言

輔助給水系統是電廠專設安全設施，是電廠蒸發器二次側的給水備用系統，負責在喪失主給水情況下向蒸發器二次側提供給水[1]。輔助給水系統每臺機組有兩臺汽動泵（如1ASG003PO、004PO），兩臺電動泵（如1ASG001PO、002PO），1、3號泵組成A列匯總到一個母管后注入1號蒸汽發生器，2、4號泵組成B列匯總到一個母管后注入2號蒸汽發生器。

每臺泵出口有兩塊流量計，一塊核級寬量程表（如1ASG001MD），一塊非核級窄量程表（如1ASG011MD），其中寬量程儀表是PAMS儀表[2]。

每臺泵出口設一個逆止閥（如1ASG005VD）和流量調節閥（如1ASG012VD），小流量試驗時泵出口流量調節閥關閉，流體從小流量管線返回水箱。

目前，秦二廠1/2號機組輔助給水泵小流量試驗時（尤其汽動泵小流量試驗），在出口調節閥關閉的情況下，流量計會出現指示波動，波動從幾噸到幾十噸不等，甚至停運的相鄰泵出口、另一列兩臺泵出口流量計也會出現波動，而正常情況下這些流量指示均應為0m3/h。

1 異常波動的現狀調查

通過查詢定期試驗執行記錄發現，在2019年7月～12月，由于輔助給水泵出口流量計異常波動導致有缺陷記錄多達19條，月平均波動次數高達3.17次/月。同時調查了2019年7月～12月，秦二廠擴建機組、方家山1/2號機組及海南昌江1/2號機組的輔助給水泵出口流量計異常波動缺陷情況，結果分別為2.65次/月、2.08次/月、1.53次/月。

目前，該問題嚴重影響重要核級設備的安全可靠性，不僅成為班組首要缺陷，而且也引起維修、技術、運行部門的高度重視，成為監督站重點關注項，亟待解決。

2 異常波動的原因分析

從人機料法環5個方面對流量計的異常波動情況進行分析，最終確定以下潛在因素：①流量計環境溫度過高；②流量計絕緣電阻過小；③流量計中心測量膜片形變量過大；④流量計濾波電容容量過小；⑤流量計預防性維修周期過長；⑥逆止閥泄漏率過高；⑦管線有積氣；⑧管線振動大。限于篇幅原因，接下來對流量計濾波電容容量過小進行詳細的分析確認。

2.1 流量計濾波電容的現狀情況

電容是儲存電量和電勢能的元件，在調諧、耦合、濾波等電路中起著重要的作用。用在濾波電路中的電容稱為濾波電容，它能將一定頻段內的信號從總信號中去除[3]。

對現場16塊流量計的濾波電容進行了測量，結果見表1。

表1 現場流量計濾波電容容量Table 1 Filter capacitance of field flowmeter

由表1可見，現場的16塊流量計濾波電容范圍是55μF～70μF。初步懷疑是流量計濾波電容容量過小，導致流量計輸出存在異常波動。

2.2 流量計濾波電容容量過小的影響程度

使用濾波電容容量為55μF的現場同型號流量計進行對比試驗。在實驗室搭建模擬測試平臺（如圖1所示）。其中，便攜式補水泵用于給試驗回路循環打水，閥門1模擬現場入口截流閥，閥門2模擬現場流量孔板，閥門3模擬現場調節閥，閥門4模擬現場儀表平衡閥，8847記錄儀用于顯示流量計輸出信號曲線。

圖1 模擬測試平臺示意圖Fig.1 Schematic diagram of simulation test platform

首先，將閥門1～3全開，閥門4關閉，啟動便攜式補水泵給試驗回路循環打水，按下8847記錄儀上的START鍵，開始記錄流量計的輸出曲線。如圖2所示，輸出曲線有大幅度不規則異常波動，折算成流量為19.24m3/h～38.67m3/h。

圖2 未并聯濾波電容時流量計誤輸出干擾信號Fig.2 Error output interference signal of flowmeter without shunt filter capacitor

作為對比試驗，小組通過并聯 33μF、47μF、68μF、100μF、150μF的濾波電容來實現流量計的濾波電容容量從88μF 依次變化至 102μF、123μF、155μF、205μF。并聯不同大小的濾波電容后，流量計的輸出波動情況見表2。

表2 不同濾波電容容量的流量計輸出波動情況Table 2 Output fluctuation of flowmeter with different filter capacitance

可見當并聯100μF及以上的濾波電容時，即濾波電容容量大于155μF，流量指示的異常波動消失。而現場流量計的濾波電容容量范圍是55μF～70μF，因此流量計濾波電容容量過小是流量計異常波動的主要原因。

3 異常波動的解決方案

最終確定流量計異常波動的解決方案是為流量計增加濾波電容。分以下4步進行：

1）濾波電容備件核查

在物料主數據平臺查詢容量符合要求的濾波電容（100μF），確認庫存足夠后進行領料，并檢查濾波電容的外觀功能完好。

2）在流量計輸出端并聯大容量濾波電容（100μF）

2020年2月，有3次2號機組輔助給水泵小流量試驗。因此，選擇在2號機組輔助給水系統的4臺泵出口總共8臺流量計的輸出端并聯100μF的濾波電容。

3）通過小流量試驗進行效果檢查

在秦二廠2020年2月的3次2號機組輔助給水泵小流量試驗中，8臺泵出口流量計未出現異常波動的情況，初步解決了問題。

4）制定鞏固措施

升版規程，增加檢查濾波電容的工作步驟。

4 結束語

在制定解決方案并實施后，有效降低輔助給水泵出口流量計異常波動的缺陷率，減少輔助給水泵小流量定期試驗中合格有缺陷的記錄，提高了重要核級設備的安全可靠性，為電廠的安全穩定運行保駕護航。同時，本文提出的解決方案不僅適用于秦二廠4臺機組的輔助給水泵出口流量計異常波動情況，而且為國內外各類電廠流量計指示異常波動提供了參考依據。