核電站廢液處理蒸發(fā)循環(huán)泵機(jī)封內(nèi)漏缺陷的識(shí)別與應(yīng)對(duì)方法

李念進(jìn) 王家前

摘 要：論述了核電站運(yùn)行人員如何通過異常參數(shù)識(shí)別核電站廢液處理蒸發(fā)循環(huán)泵機(jī)封內(nèi)漏的缺陷，以及在機(jī)組運(yùn)行時(shí)針對(duì)該缺陷的應(yīng)對(duì)處理措施。

關(guān)鍵詞：核電站運(yùn)行；廢液處理；機(jī)封內(nèi)漏；泵

1概述

核電站廢液處理系統(tǒng)（TEU）采用低壓頭大流量的臥式離心泵作為核島廢液處理系統(tǒng)蒸發(fā)循環(huán)泵（9TEU006PO），用來沖刷循環(huán)管線，同時(shí)對(duì)濃縮液具有一定的加熱作用，以避免蒸發(fā)回路硼結(jié)晶。

為了防止放射性濃縮液從9TEU006PO的軸封處漏出，該泵典型的軸向雙端面機(jī)械密封，分內(nèi)外側(cè)兩個(gè)機(jī)械密封，兩個(gè)密封組件之間設(shè)計(jì)有循環(huán)冷卻水回路，用于冷卻密封組件。內(nèi)側(cè)機(jī)械密封阻止冷卻水向泵腔內(nèi)泄漏注入，外側(cè)機(jī)封阻止機(jī)封冷卻水向外界環(huán)境泄漏，這樣的雙向密封設(shè)計(jì)是為了阻止TEU系統(tǒng)內(nèi)放射性廢液向外泄漏。兩側(cè)密封環(huán)及其附屬密封裝置失效，即分別形成機(jī)封內(nèi)漏和外漏。泵的兩道密封組件，由一路閉式循環(huán)的除鹽水回路（SED）來冷卻，其動(dòng)力由位于兩個(gè)密封之間，固定安裝在泵軸上的一個(gè)小渦輪來提供。冷卻的水源由系統(tǒng)冷卻水箱（9TEU015BA）提供，而015BA內(nèi)的水又由設(shè)備冷卻水系統(tǒng)（RRI）的水來冷卻，在015BA底部有一路SED的補(bǔ)水管線。9TEU015BA上部由壓縮空氣覆蓋，使系統(tǒng)保持7個(gè)Bar以上壓力，使閉式循環(huán)的壓力始終大于TEU回路的壓力。

2故障識(shí)別

核電站運(yùn)行人員的一個(gè)重要職責(zé)是通過巡盤發(fā)現(xiàn)異常儀表指數(shù)，并據(jù)此對(duì)故障進(jìn)行初步的識(shí)別和判斷。某次夜班發(fā)現(xiàn)廢液處理系統(tǒng)蒸發(fā)器（9TEU001EV）自兩天前轉(zhuǎn)至狀態(tài)“6”（熱備用狀態(tài)）以來，本體液位計(jì)（100MN）顯示液位以每10小時(shí)上漲70mm的速度上漲（通常為每10小時(shí)上漲20mm左右），趨勢(shì)穩(wěn)定。緊固相關(guān)SED閥門后趨勢(shì)不變，后對(duì)9TEU001EV實(shí)施主隔離將9TEU006PO機(jī)封進(jìn)行更換，9TEU001EV液位上漲現(xiàn)象消失。

當(dāng)9TEU006PO機(jī)封有缺陷時(shí)，015BA液體倒流到001EV本體，將導(dǎo)致異常的液位上漲現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，9TEU001EV液位趨勢(shì)異常及液位高高報(bào)警是指向蒸發(fā)循環(huán)泵機(jī)封內(nèi)漏缺陷的重要特征。

1）通過9TEU001EV液位趨勢(shì)識(shí)別

006PO機(jī)封內(nèi)漏后會(huì)有SED水進(jìn)入001EV內(nèi)，最顯著的特征就是100MN液位計(jì)顯示液位上漲。在001EV處于狀態(tài)“6”時(shí)，根據(jù)以往006PO機(jī)封內(nèi)漏缺陷，漏量在每10小時(shí)50-70mm左右。001EV在狀態(tài)“6”時(shí)會(huì)由于蒸發(fā)將本體內(nèi)液體蒸發(fā)至001CS內(nèi)，因此根據(jù)趨勢(shì)，應(yīng)對(duì)比每次007PO啟動(dòng)結(jié)束時(shí)的001EV液位，根據(jù)007PO啟動(dòng)間隔時(shí)間和液位差來判斷漏量大小。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，006PO機(jī)封內(nèi)漏往往發(fā)生在狀態(tài)“5”轉(zhuǎn)狀態(tài)“6”后，因此在9TEU001EV轉(zhuǎn)熱備用后的24小時(shí)里應(yīng)密切關(guān)注001EV的液位變化情況，通常情況下，9TEU007PO每10小時(shí)啟動(dòng)一次，因此001EV最高液位會(huì)在007PO啟動(dòng)停運(yùn)后出現(xiàn)。

2）通過響應(yīng)9TEU001EV高液位報(bào)警識(shí)別

當(dāng)001EV處于狀態(tài)“6”熱備用時(shí)出現(xiàn)高液位報(bào)警應(yīng)該異常警惕，高液位報(bào)警出現(xiàn)后應(yīng)立即建立100MN液位趨勢(shì)查看液位上漲速率，如果液位上漲速率在每10小時(shí)70mm以下，那么液位整體可控。如果液位上漲速率較快，短時(shí)間內(nèi)上漲至高液位導(dǎo)致不可控上漲，繼而會(huì)快速上漲至高高液位使001EV跳至狀態(tài)“0”（停運(yùn)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于整個(gè)蒸發(fā)系列被隔離，所有泵停運(yùn)，除排氣閥TEU263VV、267VA外的所有閥門關(guān)閉）。

3應(yīng)對(duì)措施

3.1通過疏排001CS內(nèi)蒸餾水來間接降低001EV液位維持001EV在狀態(tài)“6”

如果006PO機(jī)封內(nèi)漏漏量可控，即機(jī)封內(nèi)漏漏量小于001EV蒸發(fā)至冷凝器（9TEU001CS）內(nèi)的蒸發(fā)量，當(dāng)006PO機(jī)封缺陷在短時(shí)間內(nèi)無法處理時(shí)必須保證9TEU001EV維持在熱備用狀態(tài)，為了避免機(jī)封長時(shí)間內(nèi)漏導(dǎo)致001EV液位上漲至高高液位使9TEU001EV跳至狀態(tài)“0”，可以通過開啟9TEU265VD在未達(dá)到007PO啟動(dòng)定值（600mm）前將9TEU001CS內(nèi)蒸餾水排至RPE，避免007PO啟動(dòng)將蒸餾液重新打入001EV本體。值得注意的是，開啟265VD的前提條件是001EV液位還處于比較高的區(qū)間，可以以高液位為限，掛有高液位報(bào)警排001CS內(nèi)蒸餾液，高液位報(bào)警消失時(shí)暫停疏水操作，否則一味開啟265VD疏水會(huì)將001EV本體濃縮液間接排空。

3.2 001EV高高液位跳閘至狀態(tài)“0”后的重新啟動(dòng)

001EV高高水位使蒸發(fā)器分離器效果變差，使水滴隨蒸汽進(jìn)入冷凝器，則會(huì)使蒸餾液的放射性高。出現(xiàn)高高水位之后，蒸發(fā)器自動(dòng)停運(yùn)，這時(shí)為了重新啟動(dòng)，必須排放部分流體。但應(yīng)遵循“排放蒸餾液而不排放濃縮液”的原則，即可暫時(shí)旁路高高水位信號(hào)，將蒸發(fā)器置于狀態(tài)“2” （加熱準(zhǔn)備狀態(tài)），微開蒸汽供應(yīng)閥（流量0.5t/h左右），使冷凝器水位上升，然后開啟冷凝器疏水閥排掉部分蒸餾液達(dá)到目的。

如果006PO機(jī)封內(nèi)漏漏量不可控或機(jī)封小流量內(nèi)漏后干預(yù)不及時(shí)，即機(jī)封內(nèi)漏漏量大于001EV蒸發(fā)至001CS內(nèi)的蒸發(fā)量，機(jī)封長時(shí)間內(nèi)漏將導(dǎo)致001EV液位上漲至高高液位使001EV跳至狀態(tài)“0”，由于006PO停運(yùn)使100MN快速上漲至滿量程，相關(guān)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥跳至手動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)應(yīng)根據(jù)S程序?qū)?01EV啟動(dòng)至狀態(tài)“1”（充罐狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于蒸汽發(fā)生器充灌廢液的狀態(tài)），隨后將001EV啟動(dòng)至狀態(tài)“2”，在狀態(tài)“2”時(shí)開啟265VD進(jìn)行疏水以間接降低001EV本體液位，反復(fù)執(zhí)行兩次疏水操作即可將001EV轉(zhuǎn)至狀態(tài)“3”，然后從狀態(tài)“3”直接轉(zhuǎn)至狀態(tài)“6“保持熱備用，熱備用期間至該缺陷處理前應(yīng)特別注意001EV的液位，必要時(shí)開啟265VD進(jìn)行疏排水操作。

3.3處理006PO機(jī)封內(nèi)漏缺陷實(shí)施主隔離前后的流體傳輸

機(jī)封內(nèi)漏需要將001EV進(jìn)行整理隔離，將006PO進(jìn)行拆解，所以在實(shí)施主隔離前需要將001EV整體隔離排空。

1）將 001EV內(nèi)濃縮液傳至9TES001BA

在準(zhǔn)備將001EV內(nèi)濃縮液傳至9TES001BA前，應(yīng)確認(rèn)9TES001BA有足夠的容積接納001EV內(nèi)的濃縮液。如果在進(jìn)行傳輸工作前，9TES001BA為空罐，且001EV本體液位位于熱備用狀態(tài)下的正常液位，將001EV置于狀態(tài)“0”，然后置于狀態(tài)“4.1”（蒸發(fā)器內(nèi)濃縮物向TES001BA輸送。當(dāng)蒸發(fā)器內(nèi)的濃縮液的硼濃度達(dá)到一定值時(shí)就將濃縮液傳到TES001BA），進(jìn)行濃縮液傳輸工作。那么當(dāng)001EV排空后，9TES001BA大約處于9TES001EV高液位報(bào)警位置。應(yīng)當(dāng)注意，如果9TES001BA液位正處于高液位定值附近，必要時(shí)停運(yùn)9TES001AG，使液位保持穩(wěn)定。

2）將9TES001BA濃縮液回傳至001EV再處理后傳至9TES001BA

如果在001EV內(nèi)濃縮液傳至9TES001BA前，9TES001BA已裝有濃縮液，且9TES001BA內(nèi)濃縮液還達(dá)不到固化條件，即9TES001BA已沒有足夠的容積來接納001EV內(nèi)的濃縮液，這就需要將001EV置于狀態(tài)“5”下，然后置于狀態(tài)“4.2”（TES001BA內(nèi)濃縮物向蒸發(fā)器輸送，當(dāng)TES001BA內(nèi)的濃縮液的硼濃度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可傳回TEU進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理），將9TES001BA濃縮液回傳至001EV再處理，通過這種手段來處理9TES001BA內(nèi)濃縮液，直至9TES001BA內(nèi)濃縮液處理完畢后再根據(jù)方法（1）將001EV內(nèi)濃縮液傳至9TES001BA。

3）將9TES001BA中的濃縮液回傳至001EV

與方法（2）不同的是，此次傳輸是在001EV主隔離解除后，001EV內(nèi)沒有濃縮液，為了001EV后續(xù)的啟動(dòng)工作，只要將9TES001BA內(nèi)濃縮液回傳至001EV即可，所以這次操作應(yīng)是001EV在狀態(tài)“0”時(shí)進(jìn)行。