劉雋+黃海銘+陳龍

摘 要 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度過高是核電站運行過程中經(jīng)常會遇到的問題，其主要原因有以下幾點，系統(tǒng)溫控閥的導(dǎo)向桿與頂絲出現(xiàn)摩擦，導(dǎo)致閥門在開啟的過程中出現(xiàn)諸多困難;溫控閥的溫敏原件膨脹力不足，導(dǎo)致閥門無法進行完全有效的打開;在低溫冷卻水的系統(tǒng)當(dāng)中存在比較多的空氣，導(dǎo)致熱交換器進行冷卻的能力明顯下降。本文對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度過高的故障進行了分析，并在此基礎(chǔ)之上對改進措施進行了探討。

關(guān)鍵詞 核電站應(yīng)急柴油機;系統(tǒng)溫度高;故障分析

中圖分類號：TM623 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）22-0136-01

在核電站的電源系統(tǒng)之中，一般設(shè)置有面對突發(fā)情況的應(yīng)急電源。應(yīng)急電源的主要功能是當(dāng)核電站的主電源和副電源出現(xiàn)問題時，快速有效的對核電站的安全系統(tǒng)以及設(shè)備設(shè)施進行供電，進而為核電站反應(yīng)堆安全停止運行的過程中所需要的設(shè)備設(shè)施的用電量和應(yīng)急照明的用電量。若是核電站反應(yīng)堆在完全關(guān)閉之后失去一定的冷卻能力，則反應(yīng)堆的內(nèi)部在發(fā)生裂變的過程中所產(chǎn)生的剩余能量無法順利導(dǎo)出，導(dǎo)致溫度持續(xù)升高造成燃料元件的燒毀;若是核電站中產(chǎn)生的大量放射性物質(zhì)擴散到生態(tài)環(huán)境當(dāng)中，會對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

1 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)概述

核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)回路組成部分主要有以下幾種：布置由主循環(huán)油泵、主熱交換器、預(yù)熱循環(huán)油泵、電加熱器、預(yù)熱交換器、主潤滑油過濾器、預(yù)過濾器等設(shè)備。

1）柴油機本體的回路。柴油機本體的回路部分是指柴油機本體內(nèi)部的潤滑油回路，由搖臂機構(gòu)獨立潤滑系統(tǒng)、活塞連桿、強制潤滑系統(tǒng)、驅(qū)動機構(gòu)或調(diào)速器、曲軸等運動部件、潤滑回路所組成。柴油機本體回路的主要功能是使用潤滑油將各個不同運動部件的熱量進行導(dǎo)出，由此確保各個部件能都正常有效的運行。

2）冷卻回路。冷卻回路主要是由主循環(huán)油泵和由水熱交換器兩部分組成。冷卻回路在核電站中的主要作用是通過冷卻水將核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)當(dāng)中的熱量導(dǎo)出，進而保證潤滑油系統(tǒng)可以有效發(fā)揮進行冷卻的作用。

3）預(yù)熱回路。預(yù)熱回路主要是由壓力維持閥、預(yù)潤滑油泵、電加熱器等部件組成[1]。預(yù)熱回路的主要功能是在柴油機停止正常運行的狀態(tài)之下，對柴油機的改革部件進行及時有效的加熱，保證各個運動部件可以處于潤滑的狀態(tài)，由此保障柴油機在突發(fā)狀況之下的應(yīng)急啟動能力。

4）補油回路。核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)當(dāng)中的補油回路主要由兩個部分所組成，即高位油箱和隔離閥。補油回路的主要作用是在核電站發(fā)生突發(fā)狀況時向系統(tǒng)注入足夠的潤滑油，起到一定的補充作用，進而確保柴油機安全可靠運行。

2 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高的原因分析

1）核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)運動的部件磨損出現(xiàn)異常。從核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)來說，其進行運動的部件主要有氣閥搖臂組件、活塞連桿組件、曲軸連桿組件等，而且具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、部件數(shù)量也比較多。但是從整個核電站系統(tǒng)而言，可以將應(yīng)急柴油機體看做一個熱源。因此，能夠直接通過核電站應(yīng)急柴油機總發(fā)熱量，對核電站應(yīng)急柴油機各個部件的運行情況進行比較[2]。由傳熱的公式：Q=CM△T（式中△T表示的是溫度的增量、Q表示的是熱量、M則表示流量），可知，對于相同的冷卻流量和工作介質(zhì)，核電站應(yīng)急柴油機進出口潤滑油的油溫可以直接反映核電站應(yīng)急柴油機的發(fā)熱量。

2）核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫控閥開度不足。核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫控閥通常內(nèi)部都會布置一個以上溫敏元件，而且通常每一個溫敏元件中都會包含熱敏元件和復(fù)位彈簧。熱敏元件主要布置在核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的閥門出口，由此感應(yīng)混合之后的潤滑油溫度，進而對閥門的開度進行有效控制。當(dāng)油溫在43℃以下的時候，對溫控閥進行全部關(guān)閉，讓核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油全部進入油水熱交換器之中，由此讓系統(tǒng)的溫度維持在一定的范圍之

內(nèi)[3]。當(dāng)潤滑油的溫度已經(jīng)超過43℃的時候，熱敏元件的膨脹力會比彈簧大，進而推動溫控閥門讓其打開，從油水熱交換器中進行冷卻之后的潤滑油，逐漸開始回流到核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的主回路當(dāng)中。而當(dāng)潤滑油的溫度在54℃以上的時候，溫控閥門會全部打開，從而對熱油的供應(yīng)進行切斷，讓核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)中的潤滑油全部流入熱交換器之后中，進行完全的冷卻之后在返回到柴油機的入口，進而對核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫度進行有效的降低。所以，在一定程度上核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的溫度會直接受到溫控閥的影響。

3）運動部件移動出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。運動部件的移動過程中出現(xiàn)卡澀的現(xiàn)象，其主要原因：一是，運動部件與導(dǎo)向部件出現(xiàn)機械干涉的現(xiàn)象，分析其原因主要有以下幾點：①導(dǎo)向桿出現(xiàn)過度彎曲的現(xiàn)象，進而造成微量的變形;②防塵罩和指示桿之間產(chǎn)生的間隙過小，進而造成了干涉;③在例行現(xiàn)場檢查的過程中若是并未出現(xiàn)非常明顯的磨損痕跡，但是在對其他的溫控閥進行檢查時，發(fā)現(xiàn)因為在進行部件加工過的過程匯總基準(zhǔn)面的垂直度出現(xiàn)偏差，進而導(dǎo)致導(dǎo)向桿與頂絲之間出現(xiàn)了一定的干涉現(xiàn)象，其原因是壓蓋、閥座、溫敏原件、頂絲不同心[4]。二是，密封件被剪切，進而造成部件出現(xiàn)卡澀。三是，潤滑油比較早，造成部件出現(xiàn)卡澀的現(xiàn)象。

4）核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)的熱交換器換熱效率下降。在低溫冷卻水系統(tǒng)當(dāng)中存在著較多的空氣，由此對系統(tǒng)流量的均勻性造成影響，進而降低了熱交換器的交換效率。因此對于兩個相同的熱交換器來說，流量的邊畫畫、工作介質(zhì)的比熱、溫度的變化會決定熱交換器的換熱效率。

3 核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)溫度高故障改進措施

1）針對溫控閥的導(dǎo)向桿與頂絲出現(xiàn)摩擦，進而造成閥門開啟難的問題，可以將頂絲的內(nèi)控進行進一步的擴大，由此保障溫敏原件的可以移動自如，減少和避免出現(xiàn)運動部件在運行過程中出現(xiàn)卡澀的現(xiàn)象，確保核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)能夠安全可靠的運行。

2）針對溫控閥溫敏元件缺乏膨脹力，造成閥門無法完全打開的問題，可以對溫敏遠進行重新校驗，由此保障溫敏元件正常進行膨脹動作。原溫敏元件進行檢查的方法為：使用一個檢驗定制對閥門全行程的狀態(tài)進行判斷，根據(jù)此次的同類閥門的范闊以及工作經(jīng)驗，并與該設(shè)備的使用位置及實際特性進行結(jié)合，對原來的檢驗方法進行改進。對原檢查方法進行修改的方法為：保留原檢查開啟中所要求的溫度;提高對閥門開度有要求的初始溫度;提高閥門全開時的初始溫度

3）對于熱交換器而言，決定其換熱效率的是介質(zhì)的工作壓力、換熱片的傳熱效率，因此針對低溫冷卻水的系統(tǒng)當(dāng)中存在著大量空氣，造成熱交換器的冷卻能力明顯下降的現(xiàn)象，可以對低溫水系統(tǒng)進行兩次排氣，將熱交換器系統(tǒng)中的空氣進行完全的排除，由此保障冷卻水系統(tǒng)的冷卻能力。

4 結(jié)束語

核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)是核電站應(yīng)對核電站突發(fā)事故的重要保護設(shè)備，在核電站的正常運行、安全運行中起著至關(guān)重要的作用。目前，我國核電站應(yīng)急柴油機潤滑油系統(tǒng)還存在很多問題，其中最主要的問題之一便是系統(tǒng)溫度過高。這對我國核電站帶來了很大的威脅以及隱患。因此，核電站的工作人員以及相關(guān)學(xué)者，應(yīng)該予以足夠的重視，及時發(fā)現(xiàn)核電站應(yīng)急柴油機潤滑系統(tǒng)中存在的問題，并對其及時進行解決，由此提高我國核電站在運行過程中安全性與可靠性。

參考文獻

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[2]劉曉宇.核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，13（21）：84-85.

[3]黃云江.某輪柴油發(fā)電機渦輪增壓器故障原因分析及對策[J].內(nèi)燃機與配件，2013，02（14）：28-30.

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