核電廠常規(guī)島系統(tǒng)首次啟動的沖洗和供水

彭立新

【摘 要】常規(guī)島系統(tǒng)停運(yùn)之后的沖洗在常規(guī)島系統(tǒng)啟動之前是一個耗時耗工的任務(wù)。如果沖洗不合理或提前量不夠，甚至?xí)诱`主線。因此需要合理的安排和分配，從而讓沖洗工作高效，有條不紊的進(jìn)行。本文從方家山常規(guī)島系統(tǒng)首次啟動為例，分析在不同的情況下各種沖洗和供水方案的可行性和合理性，并對目前設(shè)計的沖洗和供水回路不足之處提出了整改建議。

【關(guān)鍵詞】沖洗；供水；水質(zhì)；凈化

方家山2號機(jī)組第二階段熱態(tài)試驗結(jié)束后，二回路處于長期的充氮保養(yǎng)狀態(tài)。并存在多處的開口檢修工作，因此，常規(guī)島工藝回路的沖洗，成為耗時耗工的工作。方家山常規(guī)島工藝回路的設(shè)計以凝結(jié)水供應(yīng)系統(tǒng)（CEX）向外發(fā)散多路沖洗管線。如CEX系統(tǒng)至除氧器（ADG）、CEX系統(tǒng)至高壓加熱器系統(tǒng)（AHP）等。但由于首次啟動，沖洗幾乎針對常規(guī)島所有的系統(tǒng)。

常規(guī)島設(shè)計兩個緩沖容量水箱，即除氧器和凝汽器。兩個水箱都可與獨(dú)立從SER系統(tǒng)供水，因此，機(jī)組熱備用以下狀態(tài)向蒸汽發(fā)生器供水可以利用除氧器獨(dú)立于凝汽器供水前或抽真空前供水。

1 二回路系統(tǒng)的沖洗

由于常規(guī)島設(shè)計上以CEX系統(tǒng)為源向各系統(tǒng)發(fā)散提供各供水管線；另外，常規(guī)島除鹽水系統(tǒng)（SER）幾乎可以向每個常規(guī)島水箱單獨(dú)補(bǔ)水，因此常規(guī)島回路的沖洗的形式也多樣化。常規(guī)島的汽側(cè)由于沒有布置沖洗管線，涉及上汽側(cè)不能沖洗。汽側(cè)的沖洗一般在機(jī)組并網(wǎng)之后，利用將疏水切至凝汽器，用凝汽器的磁性過濾器和ATE凈化床進(jìn)行處理。

1.1 二回路水側(cè)沖洗

1.1.1 方式一，CEX和ADG為源，單獨(dú)沖洗

該方式主要是利用SER系統(tǒng)可以單獨(dú)向凝汽器和除氧器供水，再通過凝汽器和除氧器向下級的各系統(tǒng)供水進(jìn)行沖洗。其具體沖洗路徑為：①凝汽器通過凝結(jié)水泵向低壓加熱器系統(tǒng)（ABP）供水，再由ABP系統(tǒng)返回到凝汽器。②凝汽器通過凝結(jié)水泵向高壓加熱器系統(tǒng)（AHP）供水，再由主給水系統(tǒng)（ARE）返回到凝汽器。③除氧器單獨(dú)由ADG供水，單獨(dú)沖洗。沖洗合格后，可以分別向3臺主給水泵和啟動給水泵供水沖洗。④除氧器沖洗合格后，通過除氧器的放水閥，將除氧器的水返回到凝汽器；當(dāng)凝汽器的水與除氧器的水質(zhì)接近時，除氧器的供水切回至凝汽器。⑤AHP的沖洗從ADG重力取水，通過ARE系統(tǒng)的疏水閥排水進(jìn)行沖洗（圖1）。

圖1 二回路水側(cè)沖洗方式一

該方式的優(yōu)點(diǎn)主要在于除氧器和凝汽器的沖洗可以同時進(jìn)行，另外除氧器的沖洗獨(dú)立于凝汽器，即使凝汽器的工作也不會影響除氧器的沖洗。但缺點(diǎn)在于除氧器的水如果不返回凝汽器，經(jīng)過凝汽器的磁性過濾器，沖洗所耗費(fèi)的水量較大。而且AHP系統(tǒng)同ADG的重力供水沖洗，效率并不明顯。

1.1.2 方式二，ACO和GSS為源，脫離CEX泵沖洗

該方式通過SER向GSS和ACO水箱補(bǔ)水，ACO泵和GSS泵提供動力，引水到ABP水回路。其具體充水路徑為：①ACO和GSS水箱通過泵向ABP水側(cè)供水，再由ABP返回到凝汽器。②ACO和GSS水箱通過泵向ABP水側(cè)供水，補(bǔ)水到ADG水箱，再由ADG返回到凝汽器。③ACO和GSS水箱通過泵向ABP水側(cè)供水，補(bǔ)水到ADG水箱，再由ADG重力引水到AHP，通過ARE返回到凝汽器（圖2）。

圖2 二回路水側(cè)沖洗方式二

該沖洗方式一般在CEX泵無法啟動時采用，但要求ACO水箱和GSS水箱已經(jīng)沖洗合格。該沖洗方式同時還可以沖洗ACO和GSS泵正常疏水管線，四臺泵的最大循環(huán)沖洗流量能達(dá)到800t/h。但受到SER補(bǔ)水流量的限制，一般控制在100-200t/h。因此，該種沖洗方式的缺點(diǎn)在于沖洗流量過小，沖洗時間較長。

1.1.3 方式三，旁通ABP，CEX至ADG沖洗

該沖洗是利用APG002RF的冷卻水管線從CEX泵取水，向ADG水箱供水的沖洗方式。沖洗流量一般控制在150t/h。采用該沖洗時一般是由于ABP系統(tǒng)有故障，需要隔離，而切斷了CEX泵到ADG的供水。由除氧器到其他系統(tǒng)的沖洗方式與方式一和方式二類似。

綜合這幾種沖洗方式，AHP和ARE的沖洗由CEX泵出口引水沖洗效果比較明顯，而由ADG重力引水充水，由于重力提供的動力有限，流量有限，因此沖洗效果一般。建議，技改將除氧器循環(huán)泵（ADG001PO）的出口管道引一路到AHP系統(tǒng)入口，在沖洗時，ADG001PO能提供除氧器到AHP的沖洗動力，提高沖洗效果。而且，在大修停機(jī)期間，二回路的大循環(huán)冷卻，通過除氧循環(huán)泵引水至AHP，再返回到凝汽器的冷卻效果也比較顯著。二回路大循環(huán)方式見圖3。

圖3 二回路大循環(huán)方式

沖洗結(jié)束之后，蒸汽發(fā)生器的供水切至正常方式時（CEXABPADG給水泵AHPARE）時，由CEX到其他系統(tǒng)的沖洗管線或回水管線由于高壓側(cè)發(fā)生了改變，因此也存在反向串水的風(fēng)險。從AHP系統(tǒng)（主給水泵的出口壓力）到CEX母管（CEX泵的出口壓力）；ABP系統(tǒng)（CEX泵的出口壓力）到凝汽器（凝汽器真空）；ARE系統(tǒng)（主給水泵出口壓力）到凝汽器（凝汽器真空）。如果該類閥門誤動，一方面，將導(dǎo)致向蒸汽發(fā)生器的主給水或向除氧器的凝結(jié)水供水不足，特別是在滿功率的情況下；另一方面，將導(dǎo)致高壓源引到低壓設(shè)備，將導(dǎo)致低壓設(shè)備損壞。如主給水泵的壓頭傳遞到凝結(jié)水泵出口，或凝汽器。因此，建議在二回路水側(cè)沖洗結(jié)束后，實施運(yùn)行隔離，將該類電動閥的電源斷開上鎖。

1.2 二回路汽側(cè)沖洗

二回路汽側(cè)是指GSS系統(tǒng)、AHP/ABP汽側(cè)、GCT-c系統(tǒng)和VVP系統(tǒng)。機(jī)組停運(yùn)時一般充氮?dú)獗ｐB(yǎng)，因此腐蝕的程度和幾率沒有水側(cè)驗證。在設(shè)計上也未布置專門的沖洗管線。GSS系統(tǒng)和AHP、ABP汽側(cè)的沖洗一般是在功率運(yùn)行后，利用抽汽進(jìn)行吹掃，再將冷凝的抽汽排至凝汽器，利用ATE系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理；而GCT-c系統(tǒng)和VVP系統(tǒng)的沖洗則在主蒸汽母管在進(jìn)行暖管初期，開啟疏水袋向SEK的管線，將管道的臟水、雜質(zhì)等吹掃干凈。

機(jī)組功率運(yùn)行后，再熱器和加熱器的疏水方式如下：在主蒸汽母管暖管期間，將GSS、ACO和AHP的疏水切換至凝汽器；當(dāng)?shù)竭_(dá)30%電功率時，將部分疏水切換至正常方式（逐級自流），但最終的疏水仍切換至凝汽器；到到達(dá)50%電功率時，將所有疏水均切換至正常方式（逐級自流或汽側(cè)疏水切換至水側(cè)）。其具體流程見圖4。

圖4 二回路汽側(cè)沖洗方式

汽側(cè)的雜質(zhì)最終經(jīng)過蒸汽的吹掃，冷凝后進(jìn)入水回路。大部分的汽側(cè)回路能將冷凝水匯集到凝汽器，通過凝汽器的磁性過濾器和ATE的凈化床進(jìn)行處理。但是，①通過GCT-c進(jìn)入除氧器汽側(cè)回路的蒸汽冷凝后只能進(jìn)入除氧器。②6級高加到除氧器的疏水；這部分管線無法切換至凝汽器，不能通過ATE凈化。而只能通過APA泵入口過濾器和跨界管過濾器進(jìn)行過濾處理，從而很容易造成APA的各級過濾器（包括軸封水的磁性過濾器）壓差高，更換頻繁。

GCT-c第四組閥門（GCT-c至除氧器）在大修后啟動除了第一個閥ADG003VV調(diào)節(jié)開啟控制除氧器壓力，其他兩個閥門均為關(guān)閉狀態(tài)，這兩個閥門ADG005/007VV均為無法進(jìn)行吹掃沖洗。當(dāng)機(jī)組功率運(yùn)行后如果發(fā)生停機(jī)不停堆或甩廠用電事件時將導(dǎo)致GCT-c的第四組閥動作，管道異物將被吹掃進(jìn)入除氧器，從而堵塞主給水泵過濾器。

2 二回路的供水

增加APD泵后，二回路向蒸汽發(fā)生器的供水可以提前到RRA退出時。而且除氧器和AHP系統(tǒng)可以單獨(dú)沖洗和供水，因此，也不受CEX系統(tǒng)和ABP系統(tǒng)的限制。

除氧器鐵離子沖洗合格后（小于100ppb）即可進(jìn)行加熱除氧，加熱過程中需要添加聯(lián)氨除氧和氨控制給水的PH值。加藥的位置當(dāng)除氧循環(huán)在運(yùn)行時則選擇在除氧循環(huán)泵的入口或當(dāng)APD泵小流量運(yùn)行時則選擇在APD泵的入口。一般而言，在凝結(jié)水泵未向除氧器供水時，啟動除氧循環(huán)泵能有效均勻除氧器左側(cè)和右側(cè)的水溫度和化學(xué)品質(zhì)，從而能更有效的除氧。隨著除氧器的加熱，溫度開始升高（50-70°），而水中的氧含量依然偏高時，化學(xué)性質(zhì)開始活躍，氧化反應(yīng)更加劇烈，產(chǎn)生大量的腐蝕產(chǎn)物，此時水質(zhì)更差（相比低溫時）。直到水加熱到100°以上，除氧效果明顯，水中的氧含量開始降低達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時，氧化反應(yīng)被遏制，腐蝕停止。此時應(yīng)維持除氧器的溫度在100以上，保持除氧狀態(tài)。另外，要求化學(xué)對除氧器水質(zhì)分析，如果水質(zhì)合格，蒸汽發(fā)生器即可切換由ADG供水；如果水質(zhì)不合格，則保持除氧器除氧狀態(tài)，緩慢開啟進(jìn)行疏水閥進(jìn)行換水（熱水），直到水質(zhì)合格。

除氧器向蒸汽發(fā)生器供水后，而需要解決的問題是對除氧器的供水。除氧器的供水存在多路：①向除氧器供水的SER管線，該管線與向凝汽器的SER供水管線來自不同的管網(wǎng)；②凝結(jié)水泵經(jīng)過低壓加熱器的供水管線（該管線為正常的補(bǔ)水管線）；③凝結(jié)水泵經(jīng)過APG002RF冷卻水管線返回到除氧器的供水管線；④通過ACO泵或GSS泵經(jīng)ABP到除氧器的供水管線（圖5）。

圖5 除氧器補(bǔ)水方式

對于第1種補(bǔ)水可以獨(dú)立于凝汽器、凝結(jié)水泵、ABP系統(tǒng)供水，但供水閥為手動閥，控制不方便。第2種補(bǔ)水方式為正常的供水方式，可以將調(diào)節(jié)閥至自動，自動控制除氧器的液位。但是要求凝結(jié)水泵、凝汽器和ABP系統(tǒng)可用。第3種補(bǔ)水方式可以在主控手動調(diào)節(jié)流量，但受凝汽器和凝結(jié)水泵的限制，另外蒸汽發(fā)生器排污最好不用APG002RF熱交換器。第4種補(bǔ)水方式，同樣可以再主控控制補(bǔ)水流量，并且不受凝汽器和凝結(jié)水泵限制，但要求ABP系統(tǒng)可用。

當(dāng)除氧器在凝汽器抽真空前進(jìn)行加熱除氧向蒸汽發(fā)生器供水，為了防止除氧器熱水進(jìn)入凝汽器而無法及時冷凝，損傷除氧器。要求將除氧器的溢流閥和排放閥（即ADG004/005VL）斷電上鎖。直到凝汽器抽真空后才可以解除該隔離。此期間需要嚴(yán)格控制除氧器水位，防止水位過高，而溢流閥無法開啟，除氧器安全閥動作帶水排放。

3 結(jié)論

綜上所述，方家山常規(guī)島系統(tǒng)水側(cè)設(shè)計了多處接口，以CEX為發(fā)射狀可以向各個系統(tǒng)（ABP、AHP等）供水，二回路的沖洗和供水可以靈活多變。但是，正因為如此，導(dǎo)致高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)之間并非完全獨(dú)立（如CEX系統(tǒng)與AHP系統(tǒng)等）。另外，由除氧器為源向主給水泵、高壓加熱器等的沖洗完全靠重力，沖洗或冷卻效果不理想；因此也需要一些特殊連接管線及特殊的保護(hù)或安全措施。具體總結(jié)如下：

1）建議在除氧器循環(huán)泵出口引管道到高壓加熱器入口，方便除氧器到高壓加熱器的沖洗；特別是在下行冷卻階段，方便建立大循環(huán)的冷卻；

2）凝結(jié)水泵出口到高壓加熱器的電動閥設(shè)置隔離及邏輯閉鎖，在沖洗結(jié)束后將電源斷開（切斷高壓和低壓系統(tǒng)的聯(lián)系）；

3）主給水回凝汽器的電動閥設(shè)置隔離及邏輯閉鎖，在沖洗結(jié)束后將電源斷開（切斷高壓和低壓系統(tǒng)的聯(lián)系，以及保證蒸汽發(fā)生器的給水量）；

4）汽側(cè)的沖洗通過分成兩階段進(jìn)行，可以盡可能充分的將汽側(cè)管道進(jìn)行沖洗，最后通過凝汽器的過濾器過濾和ATE凈化。

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