核島冷凍水系統(tǒng)調(diào)試案例分析

康樂嘉　張浩

【摘 要】本文以某核電站為例，分析了其冷凍水系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程。重點(diǎn)分析了其在冷凍調(diào)試過(guò)程中存在的臨時(shí)過(guò)濾器堵塞、2DEG201GF冷媒泄露等問題，尤其是在冬季坑卻中，要采取必要的措施確保其運(yùn)行穩(wěn)定和安全。

【關(guān)鍵詞】冷凍機(jī)組；導(dǎo)葉；調(diào)試；冷卻水溫

筆者所在的核電站冷卻系統(tǒng)是由安全殼連續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)（EVR）、反應(yīng)堆的通風(fēng)系統(tǒng)（EVC）、DVN、DVK、DVG五個(gè)部分組成，通過(guò)這一系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的冷卻過(guò)程，對(duì)核反應(yīng)堆以及所有的物品實(shí)施保護(hù)。核島冷卻水系統(tǒng)并非安全相關(guān)系統(tǒng)。但對(duì)于整個(gè)機(jī)組的穩(wěn)定和安全運(yùn)行具有積極意義。

1 調(diào)試過(guò)程及主要原理

DEG系統(tǒng)（核島冷凍水系統(tǒng)）為EVR、EVC、DVN、DVK、DVG共5個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)提供冷源，此外，當(dāng)RRI水溫過(guò)高時(shí)，為REN在線分析儀二次側(cè)所用設(shè)備冷卻水降溫。所回收的熱量通過(guò)冷水機(jī)組冷凝器傳遞給RRI，最后通過(guò)換熱器由海水帶走。機(jī)組共三套容量為50%的冷水機(jī)組（兩用一備）。調(diào)試分《核島冷凍水系統(tǒng)邏輯控制通道試驗(yàn)》《冷凍水流量分配實(shí)驗(yàn)》《冷凍機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)》《冷凍水系統(tǒng)性能試驗(yàn)》幾個(gè)試驗(yàn)階段。

核島冷凍水系統(tǒng)DEG是一個(gè)閉合式的冷凍水系統(tǒng)回路，通過(guò)DEG將核島通風(fēng)系統(tǒng)冷卻盤管所回收的熱量傳輸給冷凍系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)蒸發(fā)器為其提供冷凍水完成冷卻的過(guò)程，回收冷凍水回水中的熱量將熱量經(jīng)過(guò)冷水機(jī)組的冷凝系統(tǒng)傳送給冷卻RRI系統(tǒng)，完成冷卻過(guò)程。改核電站DEG系統(tǒng)共由六臺(tái)冷卻機(jī)組組成，其中每機(jī)組三臺(tái)離心式冷卻系統(tǒng)和封閉式電機(jī)。該機(jī)組以R134a為介質(zhì)，按照蒸發(fā)、壓縮、冷卻和節(jié)流的程序?qū)崿F(xiàn)循環(huán)。具體來(lái)說(shuō)，就是汽機(jī)蒸發(fā)器殼的業(yè)態(tài)冷媒在恒壓的環(huán)境下蒸發(fā)，吸收了回水中的熱量，使其溫度降低。氣態(tài)冷媒通過(guò)壓縮機(jī)將其壓縮成高溫、高壓的氣體，最終進(jìn)入冷凝器被RRI水冷卻，在這一過(guò)程中，需要注意現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)和布置問題。

2 試驗(yàn)主要問題及處理

2.1 臨時(shí)過(guò)濾器堵塞導(dǎo)致兩臺(tái)水泵無(wú)法同時(shí)運(yùn)行

2.1.1 現(xiàn)象描述

冷凍機(jī)組因配合電氣試驗(yàn)停運(yùn)一段時(shí)間之后，重新啟動(dòng)機(jī)組過(guò)程中，出現(xiàn)兩臺(tái)水泵無(wú)法同時(shí)運(yùn)行的現(xiàn)象：?jiǎn)?dòng)2DEG001PO運(yùn)行，打開其出口閥2DEG103VD，水泵運(yùn)行正常（入口壓力0.042MPa，出口壓力0.528MPa，電機(jī)電流101.8A）；啟動(dòng)2DEG002PO，緩慢打開2DEG203VD，并調(diào)節(jié)2DEG050VD開度。在打開過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)2DEG203VD開度到50%時(shí)，2LLI 271JA（2DEG001PO電源）電流迅速降至50A以下（額定電流135.3A），002PO水泵出口壓力增加至0.6MPa（期望值0.525-0.537），入口壓力將至0.030MPa（期望值0.035-0.047MPa），同時(shí)，2DEG001BA上方有冷凍水溢出。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，初步判斷為臨時(shí)過(guò)濾器堵塞。排出2DEG冷凍水，拆除臨時(shí)過(guò)濾器，更換為正式管，重新沖水，啟動(dòng)兩臺(tái)水泵，各運(yùn)行參數(shù)合格。

2.1.2 原因分析

臨時(shí)過(guò)濾器堵塞，導(dǎo)致水泵出口壓力增加，入口壓力減小。

2.1.3 處理措施

委托安裝單位拆除過(guò)濾器，更換為正式管段，重新沖水排氣，啟動(dòng)兩臺(tái)水泵，各運(yùn)行參數(shù)合格。

2.2 DEG201GF冷媒泄露

2.2.1 現(xiàn)象描述

2015年9月，在對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行巡檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)2DEG201GF流量調(diào)節(jié)蝶閥251VQ處有液體流出，閥門外部已經(jīng)結(jié)霜，在閥門正下方液體流到的地方也有一層霜。由此判斷，是制冷劑R134a在該閥處泄露，于是，立即停運(yùn)冷凍機(jī)組之后快速撤離房間，并通知主控室值班人員。

2.2.2 原因分析

流量調(diào)節(jié)蝶閥2DEG251VQ發(fā)生泄露。

2.2.3 處理措施

在廠家人員配合下，將201GF制冷劑導(dǎo)出到301GF中暫存，將發(fā)生泄漏的閥門交回廠家進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證。更換由廠家提供的各參數(shù)滿足要求（公稱壓力1.6MPa，使用溫度≤120°C）并且產(chǎn)品質(zhì)量合格的閥門（有出廠合格證），對(duì)機(jī)組重新進(jìn)行保壓，保壓合格后導(dǎo)入冷媒，啟機(jī)確定閥門處沒有泄露，其他各項(xiàng)指標(biāo)合格。用同樣的方法將101GF的151VQ，301GF的351VQ更換為質(zhì)量合格的閥門。

2.3 冬季機(jī)組運(yùn)行問題及解決

冬季核電站機(jī)組的主要問題就是其啟動(dòng)問題，進(jìn)入冬季，機(jī)組負(fù)荷減少，啟動(dòng)時(shí)很容易導(dǎo)致供油高溫跳機(jī)，或者冷卻溫度高低不均。要處理此類問題，首先就是要防止油溫過(guò)高，要確保機(jī)組冷凝器的蒸發(fā)壓力處于一定的范圍之內(nèi)。確?；厮疁囟鹊姆€(wěn)定性。通過(guò)降低或者提高冷凝壓力，課減少冷卻的水量，或間接高冷卻水溫度，機(jī)組啟動(dòng)后，通過(guò)手動(dòng)提哦啊接的方式來(lái)提高冷卻水的溫度，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)溫度的快速降低并且增大冷尼奇的蒸發(fā)壓差，確保有溫度的降低并且提高其穩(wěn)定性。最后，同樣以手動(dòng)的昂視將導(dǎo)葉調(diào)至實(shí)際的負(fù)荷開度。運(yùn)行過(guò)程中，要善于觀察期參數(shù)變化，對(duì)于油溫過(guò)高的要及時(shí)調(diào)整期油溫，通常核電站機(jī)組運(yùn)行冷卻油溫要控制在42℃，。

另外，在冬季機(jī)組冷卻過(guò)程中，要時(shí)常關(guān)注其負(fù)荷是否在運(yùn)行允許范圍內(nèi)，工作人員要適當(dāng)?shù)膶?duì)其進(jìn)行巡查，對(duì)于不合理的地方要進(jìn)行合理的管理。對(duì)于水溫低的系統(tǒng)要進(jìn)行必要的控制，與下級(jí)布局圖匹配。冬季冷卻多數(shù)只集中在反應(yīng)堆廠房，冷水的水溫即可。因此在這一時(shí)期課采取以下方法。如將DEG冷凍機(jī)組換成手動(dòng)操作，將冷凍補(bǔ)水出口的低跳機(jī)值將到更合理的范圍。同事啟動(dòng)一臺(tái)冷卻水泵來(lái)提高冷凍水溫。節(jié)流始終是冬季冷卻需要關(guān)注的問題。

2.4 DEG系統(tǒng)冷卻機(jī)組的導(dǎo)葉開度控制策略

該問題源自于DEG自身的設(shè)計(jì)，目前DEG還未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因?yàn)樽詣?dòng)控制頻繁回造成連桿的斷裂。并列運(yùn)行的前提下，水位維持在1DEG201GF的導(dǎo)葉開度過(guò)大，出口冷卻問題一般會(huì)低于1DEG201GF的溫度。這樣容易存在一個(gè)問題就是一檔的手動(dòng)運(yùn)行，則很難及時(shí)在供水溫度較低時(shí)將其關(guān)閉，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的處于低溫狀態(tài)會(huì)使機(jī)組出現(xiàn)跳機(jī)。也就是說(shuō)，在停運(yùn)DVN的過(guò)程中用技術(shù)的調(diào)小DEG導(dǎo)葉，1#機(jī)組和2#機(jī)組要同步。當(dāng)兩個(gè)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)要及時(shí)聯(lián)系，確保其同步性，防止出現(xiàn)跳機(jī)。

3 總結(jié)及改進(jìn)意見

DEG系統(tǒng)是整個(gè)RX、KX、NX廠房空調(diào)系統(tǒng)的心臟，DEG系統(tǒng)與各通風(fēng)系統(tǒng)的完整配合，對(duì)整個(gè)廠房有著重要的作用，是確保廠房安全的關(guān)鍵。1）決定了工作人員的舒適度、工作效率，對(duì)廠房?jī)?nèi)各項(xiàng)工作的開展有著深遠(yuǎn)影響；2）限制空氣中水蒸氣的含量，避免水蒸氣在廠房?jī)?nèi)部結(jié)露；3）保證各設(shè)備能夠在安全的環(huán)境下運(yùn)行，并最大限度的降低環(huán)境溫度對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響（如敏感元件、電氣設(shè)備、支撐反應(yīng)堆壓力容器容量的混凝土）。同時(shí)，DEG系統(tǒng)采用的離心機(jī)組制冷量大，轉(zhuǎn)速高，保護(hù)信號(hào)多，所以發(fā)生事故的概率也隨之增高。調(diào)試整個(gè)DEG系統(tǒng)，要求系統(tǒng)負(fù)責(zé)人膽大心細(xì)，責(zé)任心強(qiáng)，調(diào)試水平高，能夠規(guī)范操作；對(duì)于設(shè)備本體，電儀相關(guān)知識(shí)都有很深的了解，能夠準(zhǔn)確對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，提高設(shè)備的安全性。

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