M310機(jī)組輔助給水系統(tǒng)汽動(dòng)泵疏水分析及改進(jìn)

翟瑞昆，駱 毅（福建福清核電有限公司，福建 福清 350310）

M310機(jī)組輔助給水系統(tǒng)汽動(dòng)泵疏水分析及改進(jìn)

翟瑞昆，駱 毅
（福建福清核電有限公司，福建 福清 350310）

文章介紹了M310核電機(jī)組輔助給水系統(tǒng)（ASG）的主要功能和組成。ASG系統(tǒng)汽動(dòng)泵疏水的來源及疏水方式。指出當(dāng)前狀態(tài)下汽動(dòng)泵各個(gè)疏水方式存在的主要問題，并針對(duì)存在的問題提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。

M310；輔助給水；汽動(dòng)泵；疏水

1　M310機(jī)組輔助給水系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

M310機(jī)組核電廠輔助給水系統(tǒng)（ASG）屬于專設(shè)安全設(shè)施。機(jī)組運(yùn)行過程中，在任一正常給水系統(tǒng)（ARE、APA、APD）發(fā)生事故時(shí)，ASG系統(tǒng)投入運(yùn)行，導(dǎo)出堆芯余熱，直到反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)達(dá)到余熱排出系統(tǒng)（RRA）可投入的狀態(tài)。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的熱量通過由輔助給水系統(tǒng)供水的蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過汽機(jī)旁路系統(tǒng)（GCT）排向凝汽器或排向大氣。

1.2系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)作為失去主給水供應(yīng)時(shí)向蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)供應(yīng)給水的后備系統(tǒng)，主要由輔助給水箱，輔助給水泵以及相應(yīng)的管道和閥門組成。為滿足單一故障準(zhǔn)則，輔助給水泵分為2×50%容量的電動(dòng)泵和2×50%容量的汽動(dòng)泵，汽動(dòng)泵由小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2　輔助給水汽動(dòng)泵疏水的來源

2.1泵在備用狀態(tài)下的暖泵疏水

由于ASG系統(tǒng)屬于專設(shè)安全設(shè)施，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)必須保證泵可用，故需要對(duì)泵體及相應(yīng)管道進(jìn)行預(yù)熱以保證泵應(yīng)急啟動(dòng)時(shí)不受到熱沖擊導(dǎo)致泵體損壞；同時(shí)泵在備用狀態(tài)時(shí)也需要進(jìn)行相應(yīng)的潤滑，因此在備用狀態(tài)時(shí)，汽動(dòng)泵會(huì)產(chǎn)生疏水。兩臺(tái)汽動(dòng)泵備用狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的疏水量約為25m3/D。

2.2汽動(dòng)泵啟動(dòng)時(shí)的疏水

汽動(dòng)泵啟動(dòng)后由于需要蒸汽來驅(qū)動(dòng)小汽機(jī)運(yùn)行，在蒸汽進(jìn)入小汽機(jī)前由汽水分離器分離出來的疏水以及蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后的乏汽疏水，由于泵運(yùn)行時(shí)相較備用狀態(tài)時(shí)需要消耗一定數(shù)量的蒸汽，故該部分蒸汽產(chǎn)生的疏水相比正常備用時(shí)的疏水量要大。

3　輔助給水汽動(dòng)泵疏水的流向

（1） 疏往凝汽器。通過疏水泵ASG007PO疏往凝汽器。由于ASG系統(tǒng)管道預(yù)熱和泵潤滑水來自VVP主蒸汽和ASG水箱，水質(zhì)較好，理論上該部分疏水滿足二回路水質(zhì)要求，將水疏往CEX可將該部分水回收利用，提高經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，由于該部分水為熱水，特別是泵啟動(dòng)之后，水溫較備用時(shí)高且輸水量大，疏水回收亦可以回收該部分熱量，提高循環(huán)熱效率。

（2）疏往RPE。當(dāng)凝汽器不可用或疏往凝汽器的相關(guān)管道閥門不可用時(shí)，疏水可通過通往核島疏水排氣系統(tǒng)RPE的管線疏往RPE。另外，當(dāng)二回路存在放射性時(shí)，也可通過疏往RPE避免放射性水污染SEO。

（3）疏往SEO?？赏ㄟ^取樣閥ASG854VD所在管線連接軟管，疏往附近的SEO地坑。

4　各種疏水方式存在的問題

4.1疏往凝汽器

由于汽動(dòng)泵排氣口消音器直接對(duì)空與空氣接觸，導(dǎo)致汽動(dòng)泵疏水鈉含量偏高，不符合二回路的水質(zhì)要求，若導(dǎo)向CEX，將使二回路的鈉含量上升，超過期望值。

同時(shí)，由于ASG007PO至凝汽器管道較長，且在進(jìn)入凝汽器前端沒有設(shè)置疏水閥，無法在汽動(dòng)泵疏水投運(yùn)前對(duì)這段管道進(jìn)行沖洗，疏水經(jīng)過未沖洗的管道進(jìn)入凝汽器導(dǎo)致二回路水質(zhì)顯著惡化。

4.2疏往RPE

疏往RPE有三點(diǎn)不足，其一：由于汽動(dòng)泵疏水溫度較高，特別是汽動(dòng)泵運(yùn)行時(shí)，溫度接近100℃，RPE疏水泵長期在高溫水中運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致泵氣蝕和管道侵蝕；其二：疏水疏往RPE加重了三廢系統(tǒng)的處理壓力；其三：疏水溫度高，可能出現(xiàn)蒸汽飄在廠房中使火警探頭動(dòng)作，導(dǎo)致相關(guān)DVG風(fēng)閥被隔離，從而使RAM電機(jī)房間溫度升高，嚴(yán)重威脅RAM電機(jī)運(yùn)行。

4.3疏往SEO

由于上述兩種疏水方式的劣勢(shì)，目前福清核電1、2號(hào)機(jī)組采用該方式進(jìn)行疏水，但該種疏水方式無法對(duì)疏水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)SGTR（蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故），二回路的放射性水將通過疏水外泄。同時(shí)，由于該管線為取樣管線，而非正式疏水管線，管徑僅26.7mm，與疏往CEX的管徑（60.3mm）和疏往RPE的管徑（73.0mm）相差較大，泵在備用狀態(tài)時(shí)疏水可以滿足，但當(dāng)汽動(dòng)泵啟動(dòng)后，特別是事故狀態(tài)下兩臺(tái)汽動(dòng)泵均啟動(dòng)時(shí)，該管道將無法滿足設(shè)計(jì)的疏水量要求，疏水不及時(shí)可能導(dǎo)致汽動(dòng)泵不可用。

5　針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)提出的改進(jìn)建議

由上文可以看出，各種疏水方式均有其不足之處，針對(duì)以上不足，個(gè)人對(duì)汽動(dòng)泵疏水的改進(jìn)建議如下：

（1）在疏水管道靠近凝汽器側(cè)設(shè)置一段分支管道，并在管道上設(shè)置一閥門。該段管道將水排至SEK，管徑與該段管道管徑相同即可，這樣設(shè)置可達(dá)到兩個(gè)目的：

其一：在系統(tǒng)投運(yùn)初期，可利用這段管道對(duì)ASG007PO至凝汽器的這段管道進(jìn)行沖洗，避免管道中的雜質(zhì)影響二回路水質(zhì)。

其二：在凝汽器不可用時(shí)可利用這段管道將汽動(dòng)泵疏水疏至SEK，這樣避免了疏向SEO導(dǎo)致放射性外泄的缺點(diǎn)，同時(shí)SEK地坑由SEP冷卻水中和，可避免疏水導(dǎo)致SEK坑水溫過高。

（2）設(shè)置一段疏水管線將消音器的疏水直接疏向室外，不進(jìn)行回收，避免消音器內(nèi)的水鈉含量過高對(duì)二回路水質(zhì)產(chǎn)生影響。

（3）在疏水進(jìn)入RPE地坑之前設(shè)置冷卻箱，通過SEP或SED等冷水進(jìn)行中和冷卻，防止熱水對(duì)泵造成氣蝕。

（4）在通往RPE的管道上設(shè)置一KRT表進(jìn)行放射性監(jiān)測(cè)，并在管道上設(shè)置一自動(dòng)三通閥，該三通閥在疏水放射性正常時(shí)疏往SEO，一旦監(jiān)測(cè)到放射性異常，三通閥自動(dòng)動(dòng)作，將疏水導(dǎo)向RPE。

6　總結(jié)

ASG系統(tǒng)是M310核電機(jī)組重要專設(shè)安全設(shè)施，ASG汽動(dòng)泵疏水問題可直接影響泵的可用性，進(jìn)而直接影響事故工況下一回路的熱量導(dǎo)出。針對(duì)當(dāng)前該問題的四條改進(jìn)措施，第二條措施可改善疏水鈉含量偏高的問題，在第二條改進(jìn)措施實(shí)施的前提下，實(shí)施其他三種技改，可解決或緩解當(dāng)前該系統(tǒng)存在的問題，綜合考慮個(gè)人認(rèn)為第一條優(yōu)勢(shì)更明顯，是否可行仍有待實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.210

翟瑞昆（1988-），男，天津薊縣人，本科，助理工程師，主要從事：核電廠運(yùn)行。