李 靜

（海南核電有限公司，海南昌江 572700）

0 引言

海南核電發(fā)電機103 大修后氫氣露點升高濕度增大，但是氫氣干燥器的汽水分離器排出的水量卻逐漸減少，考慮到濕度增加影響定子線圈絕緣水平，因此找到露點升高的原因?qū)τ诒ＷC機組安全運行十分必要。

1 發(fā)電機氫氣露點升高原因

發(fā)電機內(nèi)露點升高意味著發(fā)電機內(nèi)濕度增加、氫氣中水分含量增加[1，2]。影響發(fā)電機露點的因素包括以下5 個：①由氫站來的氫氣本身就有一定的濕度；②定子冷卻水溫度低于期望值；③氫側(cè)密封油壓力大于氫氣壓力，而密封油中含水量超標；④定子冷卻水通過定子線圈向發(fā)電機泄漏；⑤氫氣干燥器工作效率降低。

（1）海南核電發(fā)電機使用的氫氣由電廠自己生產(chǎn)。通過查看制氫機純度表的歷史趨勢，發(fā)現(xiàn)制氫機一年來氫氣純度始終保持在99.8%～99.9%，說明氫氣濕度無明顯變化，制氫站氫氣濕度異常升高這一因素可以排除（圖1）。

圖1 制氫站氫氣純度趨勢

（2）海南核電定子冷卻水系統(tǒng)的水溫保持一個恒定值，由閉式冷卻水SRI 系統(tǒng)控制定冷水溫度，通過查看趨勢，定冷水溫度設(shè)定值始終為40 ℃，且定冷水溫度變化也始終保持在1 ℃以內(nèi)，因此定冷水溫度過低導致結(jié)露的情況可以排除（圖2）。

（3）氫側(cè)密封油含水量的化學取樣結(jié)果均在合格范圍內(nèi)，與大修前同期相比含水量變化不大，因此密封油含水量高這一因素可以排除。密封油一年內(nèi)含水量取樣結(jié)果如圖3 所示。

圖2 定子冷卻水溫度趨勢

圖3 氫側(cè)密封油含水量

（4）查看最近3 個月的歷史趨勢，發(fā)電機氫氣壓力始終高于定子冷卻水溫度且壓力變化不超過20 kPa，冷卻水向發(fā)電機內(nèi)泄漏的概率很?。▓D4）。

圖4 氫氣壓力趨勢

（5）氫氣干燥器除濕效果差，通過分析排除以上4 種原因，氫氣干燥器除濕效果差的可能性最大。

2 氫氣干燥器工作原理

氫氣干燥器分為吸附式氫氣干燥器和冷凝式氫氣干燥器，海南核電有限公司使用的是吸附式氫氣干燥器（圖5）。

假設(shè)干燥塔A 塔工作、B 塔再生，氫氣進入干燥塔A 內(nèi)通過三氧化二鋁吸附氫氣中的水蒸氣，干燥后的氫氣從出口進入發(fā)電機內(nèi)部；干燥塔B 通過電加熱器使三氧化二鋁表面吸附的水分蒸發(fā)，加熱后的混合氣體進入氫氣冷卻器，水蒸汽冷凝后變成水通過汽水分離器分離后從排水口排除，分離出的氫氣重新進入氫氣出口管道。

圖5 氫氣干燥器結(jié)構(gòu)

3 氫氣干燥器故障原因分析

通過對氫氣干燥器工作原理的分析，氫氣干燥器正常運行的前提是加熱器和冷卻器能夠正常運行，如果電加熱器加熱溫度不夠或者冷卻器的冷卻能力不夠都有可能導致氫氣濕度增加，氫氣露點升高[3-4]。根據(jù)以上分析，對氫氣干燥器的加熱溫度和冷卻水冷凝溫度進行檢查。對比A、B 塔發(fā)現(xiàn)，氫氣干燥器的B 塔加熱溫度150 ℃而A 塔加熱溫度160 ℃，由于A、B 塔的電加熱器功率無法調(diào)節(jié)，為了保證氫氣干燥器的流量，暫不改變干燥流量。氫氣干燥器的冷卻器冷卻水溫度上漲5 ℃，這一情況是由于海水溫度上升導致的，降低冷卻水溫度最直接的方法是增大海水流量。由于海南夏天溫度較高，海水溫度達到35℃，海水流量增大雖然可以緩解溫度上升，但并不能從根本上解決這個問題。

為了進一步增加氫氣冷卻器的冷卻能力，海南核電投入了汽輪機廠房通風系統(tǒng)的水幕冷卻裝置。通過這一改變，發(fā)電機露點溫度明顯下降，從-10 ℃下降到-15 ℃。所以，由于海水溫度上升造成氫氣冷卻器冷卻能力下降，是發(fā)電機氫氣露點上升的根本原因。

4 結(jié)論

海南核電發(fā)電機氫氣露點上升的根本原因是海水溫度上升導致氫氣冷卻器冷卻能力下降，從而導致部分水蒸汽無法冷凝重新進入發(fā)電機。通過以下方法重新降低了氫氣露點：①通過增加海水流量；②降低其他系統(tǒng)備用冷卻器的冷卻水流量；③投入常規(guī)島廠房空調(diào)系統(tǒng)的水幕冷卻器降低廠房溫度。通過分析海南核電發(fā)電機氫氣露點升高的原因，給出了系統(tǒng)的解決方案，這一結(jié)論不僅適用于海南核電，也適用于其他壓水堆核電廠。