李洪渡 張術(shù)勇

（中廣核陽江核電有限公司，廣東 陽江 529941）

0 引言

核電站給水中的溶解氧會腐蝕設(shè)備材料，腐蝕生成的氧化物進入蒸發(fā)器將增加淤泥量并可能產(chǎn)生氧化電位，會對蒸發(fā)器本體、管板脹接口、構(gòu)件等造成腐蝕。核電站功率運行模式下給水中氧含量正常在1μg/L 以下，控制不當(dāng)會影響二回路水質(zhì)，可能加速蒸汽發(fā)生器的腐蝕并影響蒸汽發(fā)生器的使用壽命。

1 背景

某核電站機組在正常功率運行情況下，給水氧含量均小于1μg/L，但該核電站機組大修啟動后功率運行近一個月期間，給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)一直在1μg/L 的期望值以上（未超過3μg/L 的限值），如圖1 所示。

圖1

2 問題分析及處理

核電站二回路主要工藝流程為凝結(jié)水抽取系統(tǒng)→低壓加熱器→給水除氧器→高壓加熱器→主給水系統(tǒng)→蒸汽發(fā)生器。給水氧含量監(jiān)測的流程為：主給水管道取樣一次閥→一次冷卻架→二次冷卻架→氧表測量。

經(jīng)過對上述系統(tǒng)的分析和以往經(jīng)驗的總結(jié)，按照故障發(fā)生的幾率和處理工作的難易度，首先要分析二回路溶解氧的整體控制效果，其次要確認(rèn)氧表測量的準(zhǔn)確性，若氧表工作正常，則需對氧表的取樣管線進行查漏。

2.1 二回路存在空氣漏入

在給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)偏高時，首先要根據(jù)凝結(jié)水抽取系統(tǒng)，給水除氧器系統(tǒng)和主給水系統(tǒng)三個系統(tǒng)的氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析二回路的密閉性和除氧器的運行狀況。給水為來自除氧器出口的除氧水，其氧含量應(yīng)與除氧器基本一致。同時二回路空氣漏入主要發(fā)生在凝汽器等負(fù)壓設(shè)備，若凝汽器出水氧含量正常，則二回路整體發(fā)生空氣泄漏的幾率不大。

根據(jù)圖1 所顯示的趨勢，凝汽器出水氧含量在機組啟動后持續(xù)下降，說明凝汽器密封性良好，沒有明顯的空氣漏入，啟機初期凝汽器氧含量高應(yīng)為相連管道殘水的影響，隨著運行時間的推移，殘水的影響在逐漸降低。除氧器的氧含量一直維持在0.3μg/L 左右，表明除氧器運行狀況良好。這種運行狀況下，給水的氧含量應(yīng)該在期望值1μg/L以下，而實際卻超出了期望值，需進行分析處理。

2.2 氧表測量準(zhǔn)確性

表1

確認(rèn)氧表進樣參數(shù)：高溫和高壓水樣會損壞氧表探頭，流量過低會影響測量準(zhǔn)確性，過高則可能溢流。給水氧表為ABB9435 型，該表的正常測量要求進樣參數(shù)見表1：

經(jīng)確認(rèn)，氧表流量為300mL/min，溫度為26℃，壓力正常，氧表樣水參數(shù)正常。

確認(rèn)氧表測量準(zhǔn)確性：確認(rèn)氧表工作狀態(tài)時，不能頻繁標(biāo)定氧表或更換氧表探頭，因為氧表標(biāo)定工作后，雖然30min 內(nèi)可以降低到10μg/L 以下級別的測量，但恢復(fù)至正常測量水平的1μg/L 左右則需要約5h 以上，這樣會造成氧表長時間不可用，延長查找原因的時間。使用便攜式氧表進行比對也不準(zhǔn)確，因為便攜式氧表與系統(tǒng)連接沒有在線氧表與系統(tǒng)連接的嚴(yán)密性高，不可避免的存在微量的空氣漏入，很難測量至10μg/L 以下。

最科學(xué)的方法是使用除氧器氧表測量給水水樣，與給水氧表測量結(jié)果比對以進行驗證。驗證結(jié)果如表2 所示。

表2

由互相驗證的數(shù)據(jù)可以看出，給水氧表測量狀態(tài)正常，給水水樣含氧量確認(rèn)偏高。

2.3 取樣管線進入空氣或富氧水

2.3.1 排除取樣管線殘存富氧水

在機組啟動初期，取樣系統(tǒng)投運時間不長，管線內(nèi)可能有殘存富氧水。對取樣管線進行了排水，觀察氧表讀數(shù)，穩(wěn)定在1.8μg/L 沒有下降趨勢。確認(rèn)給水氧表取樣管線內(nèi)無殘存富氧水。

2.3.2 確認(rèn)與輔助給水系統(tǒng)相連閥門的狀態(tài)

輔助給水系統(tǒng)有管線連接至主給水在線表，在輔助給水冷卻模式下使用主給水的在線表進行輔助給水的水質(zhì)監(jiān)測。輔助給水系統(tǒng)對氧含量的要求沒有主給水嚴(yán)格，其氧含量要高出一個數(shù)量級。若主給水取樣管線上游與輔助給水連接的閥門狀態(tài)不正確，也會造成主給水氧表讀數(shù)的偏高。經(jīng)確認(rèn)此閥門狀態(tài)正確。

2.3.3 給水氧表取樣管線查漏

常見漏點檢查：在氧表取樣管線查漏工作中，根據(jù)以往的經(jīng)驗反饋，先進行了幾處常見漏點的檢查：氧表取樣管線的流量計是易滲漏部件，經(jīng)檢查其密封圈正常；取樣管線壓力不夠也容易吸入空氣，此種情況最容易發(fā)生在二次冷卻架的減壓閥下游，因為減壓閥的節(jié)流作用會造成下游管線的負(fù)壓。經(jīng)檢查減壓閥下游壓力正常。

2.3.4 氦氣查漏

常見幾個故障點檢查未發(fā)現(xiàn)問題，需要對氧表取樣管線進行查漏。有觀點認(rèn)為取樣管線中水樣為正壓，就算有泄漏也不會影響氧含量測定。在幾次查漏和消漏的工作中，實踐表明，在取樣管線存在微小滲漏的情況下，空氣中高濃度的氧可以通過漏點較明顯地影響樣品水中痕量氧的監(jiān)測。

給水取樣管線查漏采用了氦氣質(zhì)譜法。氦氣質(zhì)譜法通常應(yīng)用于凝汽器等負(fù)壓系統(tǒng)的查漏，是一種相當(dāng)精密的方法。給水取樣系統(tǒng)管線管徑小，管線長，彎頭多，采用最低點疏水不能完全排凈管道中積水。當(dāng)充入氦氣時，管道中積水會形成水封，堵塞氦氣的流動，水封下游無法充入氦氣，漏點也無法查出，因而管道中水必須要吹掃干凈。

在整個查漏過程中，未檢測到取樣管線有明顯的漏點，管線內(nèi)氦氣壓力在15h 內(nèi)也無明顯變化。說明氧表取樣管線密閉性良好。

2.4 處理結(jié)果

經(jīng)過半個月的處理工作，可以確認(rèn)給水在線氧表測量準(zhǔn)確，取樣管線密閉性良好，也沒有富氧的殘水。給水氧表所測的數(shù)據(jù)對所取水樣的監(jiān)測是可信的。同時給水之前的二回路管道密閉性良好，除氧器除氧效果良好。

此次給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)偏高的原因可能是取樣一次閥中有的閥門滲漏，或者與給水相連的管道內(nèi)有大修期間殘留的富氧水。在機組運行期間無法對這些原因進行確定，同時給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定在2μg/L 以下，雖然高于化學(xué)規(guī)范的期望值1μg/L，但低于化學(xué)規(guī)范3μg/L 的限值，對給水設(shè)備和蒸汽發(fā)生器的腐蝕影響可以接受。

3 給水氧含量跟蹤

在此次給水氧表讀數(shù)偏高處理工作結(jié)束后，對給水氧含量進行了長時間的跟蹤，其數(shù)據(jù)變化趨勢見圖2。

圖2

分析圖2 可以發(fā)現(xiàn)，給水氧含量一直保持穩(wěn)定并有下降趨勢，最終于2006年7月1日開始降低至1μg/L 以下，穩(wěn)定在0.7μg/L 左右。可以認(rèn)為，是大修啟機后給水系統(tǒng)相關(guān)管道內(nèi)殘存的富氧水引起了給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)偏高，并且隨著機組的運行，富氧水逐漸被正常給水置換，最終消除了對給水氧含量監(jiān)測的影響。

4 結(jié)束語

此次處理的分析、過程及結(jié)果表明，若給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)偏高，應(yīng)在深入理解儀表監(jiān)測機理，系統(tǒng)流程和運行方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障發(fā)生幾率和查找難易度進行逐個排查。若給水氧含量監(jiān)測數(shù)據(jù)無法恢復(fù)正常，則繼續(xù)加強跟蹤，根據(jù)其趨勢采取相應(yīng)措施。