陸 魏

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

0 引言

秦山核電二廠蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)分為兩個(gè)系列，主要管道和設(shè)備屬于核安全3 級(jí)，每個(gè)系列與各自的蒸汽發(fā)生器相連，因此保證了系統(tǒng)的可靠性和獨(dú)立性。

輔助給水系統(tǒng)每個(gè)系列有1 臺(tái)汽動(dòng)泵，其中汽動(dòng)泵的汽源由主汽和輔汽提供。由于汽動(dòng)泵上游管線的蒸汽一直存在（熱備用），管線上設(shè)置有汽水分離器（001/002ZE），該汽水分離器的疏水和沖動(dòng)蒸汽隔離閥后的蒸汽冷凝疏水（隔離閥泄漏或汽動(dòng)泵啟動(dòng)后）由汽水分離器003/004ZE 接收后排往地坑。

1 實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

1.1 蒸汽彌散影響廠房設(shè)備

雖然003/004ZE 的疏水經(jīng)過(guò)生活飲用水（SEP）冷卻，冷卻后的水溫仍然較高，造成RPE 房間蒸汽彌散影響廠房設(shè)備運(yùn)行安全，增加SEP 冷卻水量后，效果仍不明顯，而且由于水量增大造成地坑水滿(mǎn)溢，對(duì)電廠三廢系統(tǒng)造成很大的負(fù)擔(dān)。因此將疏水引入電廠污水系統(tǒng)（SEO），并考慮了與核島疏水排氣系統(tǒng)（RPE）之間的切換，見(jiàn)圖1。

圖1

圖2

疏水引入SEO 地坑后，經(jīng)常造成電氣廠房-7 米層房間蒸汽彌散影響廠房設(shè)備安全。對(duì)該房間內(nèi)的主給水隔離核級(jí)開(kāi)關(guān)站的電纜及電纜封堵將造成考驗(yàn)。雖然增加了SEP 冷卻水量，但冷卻效果仍不佳，繼續(xù)增大冷卻水量，將造成SEP 水浪費(fèi)，以及SEO 系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。此外，高溫疏水經(jīng)常導(dǎo)致SEO 泵損壞，每5 個(gè)月左右要更換一次。

1.2 疏水管道穿孔、堵塞嚴(yán)重

003/004ZE 疏水冷卻采用SEP 的水直接注入003/004ZE 疏水下游管道混合冷卻，由于SEP 水中有害離子、焊縫熱應(yīng)力及溫度頻繁變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力共同作用下，三通位置均出現(xiàn)穿孔。見(jiàn)圖2 所示。此外，SEP 水中CaCO3遇到高溫的汽水分離器疏水，會(huì)以固態(tài)形式析出，造成下游管道堵塞。

1.3 疏水管道缺乏獨(dú)立性

003/004ZE 疏水在下游合并成一根管道到SEO 系統(tǒng)，缺乏獨(dú)立性，單一故障可導(dǎo)致兩列輔助給水汽動(dòng)泵蒸汽疏水同時(shí)不可用，兩列排水存在壓差時(shí)造成排水不暢。

003/004ZE 運(yùn)行問(wèn)題匯總見(jiàn)表1。

表1

鑒于該系統(tǒng)運(yùn)行中存在的上述問(wèn)題，有必要對(duì)其進(jìn)行分析，找出原因，并提出合理可行的改造方案，解決由于輔助汽動(dòng)泵蒸汽疏水導(dǎo)致的問(wèn)題。

2 汽動(dòng)泵蒸汽疏水問(wèn)題原因分析

疏水管道穿孔、堵塞主要是由于冷熱水混合后，熱應(yīng)力作用和CaCO3析出，只要將冷熱水混合處移到疏水管末端或地坑中，就能減少和杜絕這些問(wèn)題的出現(xiàn)。

針對(duì)ASG003/004ZE 運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，根本原因是疏水熱負(fù)荷和SEP 冷卻負(fù)荷不匹配，導(dǎo)致混合后的疏水溫度較高。因此，分別從疏水量和SEP 冷卻能力兩方面進(jìn)行分析。

表2

2.1 增大疏水量的可能原因

（1）蒸汽管道與母管接口不合適，造成蒸汽冷凝疏水量過(guò)大；

（2）上游管道的保溫不完整，造成蒸汽冷凝疏水量過(guò)大。

2.2 冷卻能力不足的可能原因

（1）SEP 冷卻水量不夠；

（2）SEP 冷卻方式不合理。

分別對(duì)上述的原因進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘查和分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

3 汽動(dòng)泵蒸汽疏水改造方案

根據(jù)原因分析，從系統(tǒng)、布置、電氣、儀控和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行解決該問(wèn)題分為以下兩步：

3.1 第一步

（1）找到保溫薄弱環(huán)節(jié)，更換保溫層；

（2）003/004PO 本體疏水管線分開(kāi)，獨(dú)立布置，各自引入RPE 和SEO 地坑；

（3）003/004ZE 下游疏水管線分開(kāi)，獨(dú)立布置，各自引入RPE 和SEO 地坑。

3.1.1 系統(tǒng)

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，003/004ZE 的疏水量比較大，通過(guò)對(duì)管道的保溫層外表面溫度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖3 所示?？紤]熱效率的管道保溫層外表面溫度一般不大于50oC，從實(shí)測(cè)的保溫層表面溫度來(lái)看，部分管道的保溫層外表面溫度偏高。對(duì)不符合保溫要求的管道保溫層進(jìn)行改造。

圖3 保溫層表面溫度

圖4 第一步改造流程圖

原有的003/004ZE 疏水合并成一根管道，接入RPE 地坑和SEO地坑，且003/004PO 本體疏水和003/004ZE 下游疏水管之間也有連通管。改造方案考慮將003/004PO 本體疏水和003/004ZE 下游疏水管之間的連通管去除，將003/004PO 本體疏水獨(dú)立的引入RPE 地坑和SEO 地坑，并將003/004ZE 的疏水獨(dú)立的引入RPE 地坑和SEO 地坑，并采用不銹鋼管道。由于正常運(yùn)行情況下，003/004ZE 的高溫疏水引入SEO 地坑，為了避免高溫水對(duì)SEO 及下游帶來(lái)的不利影響，考慮從SEP 引一根管道接入003/004ZE 下游疏水的管道上（靠近SEO 地坑），為了不影響SEP 的正常用水，在SEP 引出點(diǎn)和SEO 引入點(diǎn)各增加一個(gè)閥門(mén)。同時(shí)保留原有的003/004ZE 下游SEP 冷卻水，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況考慮是否投入。第一步改造流程圖見(jiàn)圖4。

3.1.2 布置

將003/004PO 本體疏水和003/004ZE 下游疏水管之間的連通管去除，將003/004PO 本體疏水獨(dú)立的引入RPE 地坑和SEO 地坑，并將003/004ZE 的疏水獨(dú)立的引入RPE 地坑和SEO 地坑，進(jìn)入SEO 地坑的疏水管靠墻布置，下插入地坑液位以下。從004ZE 的SEP 入口管線上引出一根管道接入003/004ZE 下游疏水的管道上（靠近SEO 地坑）。布置考慮利用原有的疏水管道和閥門(mén)。

3.1.3 電氣、儀控和結(jié)構(gòu)

電氣、儀控和結(jié)構(gòu)暫不做變更。

3.2 第二步

如果經(jīng)第一步改造后，仍然存在疏水量大和蒸汽彌漫的問(wèn)題，在確認(rèn)地坑附近無(wú)疏水或不考慮疏水的前提下，將考慮如下改造：

（1）將SEO 地坑擴(kuò)大，更換SEO 泵，減小泵的啟動(dòng)次數(shù)，延長(zhǎng)泵的使用壽命和更換周期；

（2）在SEO 地坑上加蓋板并密封，解決蒸汽彌漫現(xiàn)象。

圖5 SEO 地坑泵包絡(luò)尺寸

3.2.1 系統(tǒng)

改造方案將擴(kuò)大SEO 地坑容積，考慮在原有的地坑上向外擴(kuò)0.5m（靠墻面的兩側(cè)不變），增加0.5m 高的圍堰，形成新的地坑，地坑設(shè)置密封蓋板。同時(shí)，從SEO 地坑接一根排汽管線到003/004ZE的排汽管（或更加接近大氣的管線）。

SEO 地坑采用1 臺(tái)泵，同時(shí)具有手動(dòng)和自動(dòng)控制模式。自動(dòng)模式下泵的啟停由液位控制，液位信號(hào)送主控室，泵擬采用地坑液下泵，見(jiàn)圖5。

3.2.2 布置

抬高風(fēng)管冷凝疏水管，使其能夠向新增地坑疏水。重新布置SEO 地坑出水管，此外，從SEO地坑接一根排汽管線到003/004ZE 的排汽管（或更加接近大氣的管線）。

3.2.3 電氣

為了避免上級(jí)動(dòng)力電纜的更換及重新敷設(shè)，改造擬采用原有動(dòng)力電纜作為新增泵的動(dòng)力電源和控制電源，采用原有就地掛墻式控制柜對(duì)泵進(jìn)行供電及控制，接受水位高、低信號(hào)并執(zhí)行啟、停泵動(dòng)作。水位原有送主控報(bào)警信號(hào)經(jīng)過(guò)控制柜轉(zhuǎn)接送出，控制回路供電由控制柜380V 交流電源經(jīng)自身轉(zhuǎn)換后的48V 直流電源獲得。

當(dāng)新增的地坑泵出現(xiàn)故障時(shí)，替換為原有SEO 潛水泵繼續(xù)排水，其供電和控制方式保持不變。

3.2.4 儀控

采用浮球式磁性翻柱液位計(jì)就地監(jiān)測(cè)地坑水位（頂部安裝）；另設(shè)置浮球式液位開(kāi)關(guān)，信號(hào)送就地控制柜，控制泵的啟停。具體控制方式如下：高1 液位啟泵，高2 液位啟泵并就地及主控報(bào)警；低1 液位停泵，低2 液位緊急停泵并就地及主控報(bào)警（緊急停運(yùn)控制優(yōu)先級(jí)別最高）。

3.2.5 結(jié)構(gòu)

圍堰采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過(guò)植筋的方法與地面連接。這樣不僅強(qiáng)度有保證，而且從地坑的防水效果來(lái)看也較好。在墻面上安裝固定支架，用以支撐泵和液位儀表。對(duì)現(xiàn)有SEO 疏水管道和改造后的疏水管道用混凝土現(xiàn)澆形成蓋板，在改造擴(kuò)大的地坑上增設(shè)蓋板，整個(gè)地坑蓋板可設(shè)計(jì)成由幾塊蓋板扣合組成的形式，來(lái)保證密封、拆卸、搬運(yùn)的要求。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境（潮濕，霧氣彌漫）考慮，蓋板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這樣蓋板不僅能滿(mǎn)足使用要求（檢修、放入潛水泵等），而且使用更為耐久。此外，在SEO 地坑泵的正上方增加檢修吊點(diǎn)，以方便起吊地坑泵。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)秦山核電二廠輔助汽動(dòng)泵蒸汽疏水問(wèn)題的分析，找到問(wèn)題根源，對(duì)原設(shè)計(jì)不足之處進(jìn)行整改，解決長(zhǎng)期困擾的疏水管道穿孔、堵塞和疏水管缺乏獨(dú)立性等問(wèn)題，可實(shí)施性強(qiáng)，為有類(lèi)似問(wèn)題的電廠提供借鑒。

［1］蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)手冊(cè)[Z].

［2］蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)流程圖[Z].

［3］核島疏排水系統(tǒng)流程圖（地面疏水）[Z].

［4］電廠污水系統(tǒng)流程圖[Z].