CANDU—6核電廠失去凝結(jié)水故障分析及診斷

李江

摘 要：以某CANDU-6機(jī)組為例，失去凝結(jié)水將導(dǎo)致機(jī)組瞬態(tài)，本文通過(guò)分析失去凝結(jié)水故障類(lèi)型，然后針對(duì)各種故障，以事件導(dǎo)向方式，從凝結(jié)水系統(tǒng)的參數(shù)中選取用于故障診斷的關(guān)鍵參數(shù)和支持參數(shù)，總結(jié)適用于CANDU-6核電廠的故障診斷方法。

關(guān)鍵詞：失去凝結(jié)水；事件導(dǎo)向；關(guān)鍵參數(shù)；支持參數(shù)；故障診斷

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0160-01

本文以某CANDU-6機(jī)組為例，分析功率運(yùn)行期間失去凝結(jié)水故障類(lèi)型，總結(jié)故障診斷方法。

1 失去凝結(jié)水故障類(lèi)型

以某CANDU-6機(jī)組為例，凝結(jié)水系統(tǒng)有兩臺(tái)100%容量的主凝結(jié)水泵，三個(gè)50%容量的除氧器液位控制閥及其電動(dòng)隔離閥。功率運(yùn)行期間，一臺(tái)主凝泵運(yùn)行，另一臺(tái)備用；兩個(gè)除氧器液位控制閥投入運(yùn)行，另一個(gè)備用。導(dǎo)致機(jī)組失去凝結(jié)水的原因，就與這些設(shè)備的故障有關(guān)，具體分析如下。

1.1 失去兩臺(tái)主凝結(jié)水泵

兩臺(tái)主凝泵出口各有一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，動(dòng)作值為1.65MPa，作為主凝泵出口低壓力跳閘保護(hù)。當(dāng)主凝泵出口低壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，運(yùn)行的主凝泵跳閘。該保護(hù)能有效避免設(shè)備損壞，但發(fā)生某些特定故障時(shí)，將導(dǎo)致機(jī)組失去凝結(jié)水。另外，凝汽器液位極低時(shí)，為防止主凝泵汽蝕，兩臺(tái)主凝泵停運(yùn)。

（1）主凝泵再循環(huán)閥故障打開(kāi)：機(jī)組高功率運(yùn)行期間，主凝泵再循環(huán)閥保持關(guān)閉。當(dāng)除氧器上水流量小于450kg/s時(shí)，再循環(huán)閥自動(dòng)打開(kāi)，保證主凝泵以最小流量運(yùn)行。當(dāng)主凝泵再循環(huán)閥故障打開(kāi)時(shí)，凝結(jié)水流量突然上升，主凝泵出口壓力驟降，如果不能及時(shí)關(guān)閉主凝泵再循環(huán)閥或啟動(dòng)泵用主凝泵，將觸發(fā)主凝泵出口低壓力保護(hù)，機(jī)組失去凝結(jié)水。（2）凝汽器排水閥故障打開(kāi)：凝汽器設(shè)有排水閥，當(dāng)凝汽器液位過(guò)高時(shí)，凝汽器中的凝結(jié)水通過(guò)主凝泵出口排出系統(tǒng)。如果凝汽器排水閥故障打開(kāi)，凝結(jié)水流量突然上升，主凝泵出口壓力驟降，如果不能及時(shí)關(guān)閉凝汽器排水閥或啟動(dòng)泵用主凝泵，將觸發(fā)主凝泵出口低壓力保護(hù)，機(jī)組失去凝結(jié)水。（3）凝汽器極低液位開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作：凝汽器極低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作設(shè)定值為230mm，如果液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將使運(yùn)行的主凝泵跳閘，同時(shí)閉鎖備用的主凝泵啟動(dòng)，機(jī)組失去凝結(jié)水。

1.2 除氧器液位控制閥異常關(guān)閉

除氧器液位控制閥關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致失去凝結(jié)水。而導(dǎo)致除氧器液位控制閥異常關(guān)閉的原因如下。

（1）除氧器高液位開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作：除氧器高液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作設(shè)定值為3900mm，如果液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將自動(dòng)關(guān)閉所有除氧器液位控制閥。（2）除氧器液位控制閥失去壓空氣源：除氧器液位控制閥為氣動(dòng)閥，閥門(mén)動(dòng)作靠壓縮空氣驅(qū)動(dòng)。閥門(mén)失去供氣時(shí)將關(guān)閉。

1.3 除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥異常關(guān)閉

除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致失去凝結(jié)水。而導(dǎo)致除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥異常關(guān)閉的原因如下。

（1）除氧器高-高液位開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作：除氧器高-高液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作設(shè)定值為4150mm，如果液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將自動(dòng)關(guān)閉所有除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥。（2）凝汽器非常低液位開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作：凝汽器非常低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作設(shè)定值為255mm，如果液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將自動(dòng)關(guān)閉所有除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥。

2 失去凝結(jié)水故障診斷

本文分析時(shí)，假設(shè)操縱員未能提前發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常變化，同時(shí)主控室也未能出現(xiàn)故障原因的直接報(bào)警信息，而是因失去凝結(jié)水導(dǎo)致除氧器液位下降，直至主控室出現(xiàn)除氧器液位低報(bào)警作為起始點(diǎn)，分析故障的診斷方法。

2.1 失去兩臺(tái)主凝結(jié)水泵

失去兩臺(tái)主凝泵故障診斷的關(guān)鍵參數(shù)是主凝泵出口流量和出口壓力。如果主凝泵出口流量和出口壓力均為0，結(jié)合除氧器液位下降，確定兩臺(tái)主凝泵均停運(yùn)。而針對(duì)1.1節(jié)分析的三種故障類(lèi)型，通過(guò)查看關(guān)鍵參數(shù)變化趨勢(shì)和支持參數(shù)，就能準(zhǔn)確定位故障原因。

如果主凝泵出口流量先增大再降為0，而主凝泵出口壓力持續(xù)降低直至0，說(shuō)明主凝泵出口流量增加導(dǎo)致出口壓力下降，最終主凝泵因出口低壓力跳閘，則故障可能是主凝泵再循環(huán)閥或凝汽器排水閥誤開(kāi)。然后通過(guò)凝汽器液位變化判斷，如果凝汽器液位穩(wěn)定，則故障應(yīng)為主凝泵再循環(huán)閥誤開(kāi)。如果凝汽器液位降低，則故障應(yīng)為凝汽器排水閥誤開(kāi)。如果主凝泵出口流量和出口壓力突降為0，說(shuō)明主凝泵突然跳閘，則故障應(yīng)為凝汽器極低液位開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作。

2.2 除氧器液位控制閥或除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥異常關(guān)閉

除氧器液位控制閥或其電動(dòng)隔離閥異常關(guān)閉故障診斷的關(guān)鍵參數(shù)是主凝泵出口流量和除氧器上水流量。如果主凝泵出口流量超過(guò)450kg/s，而除氧器上水流量為0，結(jié)合除氧器液位下降，確定主凝泵處于自循環(huán)模式運(yùn)行，則故障可能是除氧器液位控制閥或其電動(dòng)隔離閥誤關(guān)。然后通過(guò)查看主控室盤(pán)臺(tái)上的除氧器液位控制閥前電動(dòng)隔離閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示，就能定位故障。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)組功率運(yùn)行時(shí)失去凝結(jié)水將使除氧器液位快速下降，除氧器低液位將觸發(fā)反應(yīng)堆自動(dòng)降功率至熱停堆狀態(tài)。在不考慮其它疊加故障的情況下，反應(yīng)堆的反應(yīng)性可控，放射性包容完整，燃料冷卻有效。而在實(shí)際瞬態(tài)過(guò)程中，操縱員還將獲得故障報(bào)警信息，結(jié)合本文所述診斷方法，可以更加高效的定位故障，通過(guò)有效處理，使核電廠安全受控，保證人員和設(shè)備的安全。