□舒 田

冷凝水回水箱(8SVA001BA)補(bǔ)水是核島日常工作之一，有時(shí)約每天補(bǔ)一次，如果不及時(shí)補(bǔ)水電廠主控將常時(shí)出現(xiàn)8SVA002AA報(bào)警，液位降低可導(dǎo)致8KRT505MA的取樣泵(8KRT501PO)不可用，從而導(dǎo)致8KRT505MA不可用，8KRT505MA用于監(jiān)測(cè)SVA系統(tǒng)冷凝水γ活動(dòng)，以發(fā)現(xiàn)氣體分離裝置和蒸發(fā)器的熱交換器泄露-屏障監(jiān)測(cè)，所以冷凝水回水箱(8SVA001BA)對(duì)核電廠的放射性監(jiān)測(cè)起著至關(guān)重要的作用。但是為何補(bǔ)水次數(shù)如此頻繁，說(shuō)法眾說(shuō)紛紜，其中最多的一個(gè)說(shuō)法就是冷凝水通過(guò)冷凝水泵(8SVA001/002PO)排至兩臺(tái)機(jī)組的常規(guī)島凝汽器。由于凝汽器中是負(fù)壓，每次在排水泵自動(dòng)停運(yùn)之后會(huì)出現(xiàn)虹吸，將冷凝水回水箱(8SVA001BA)中水吸入凝汽器，導(dǎo)致其液位持續(xù)下降。那虹吸是不是液位下降的真正原因呢，本文將探討這個(gè)問(wèn)題。

一、冷凝水回水箱(8SVA001BA)相關(guān)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)

(一)系統(tǒng)組成。

1.凝結(jié)水回路。一臺(tái)凝結(jié)水貯存箱001BA收集從核輔助廠房的脫氣器和蒸發(fā)器來(lái)的凝結(jié)水；除鹽水分配回路，可進(jìn)行貯存箱的第一次充水和補(bǔ)水；放射性測(cè)量裝置，它在貯存箱的凝結(jié)水入口處進(jìn)行測(cè)量；溢流管通過(guò)核島疏水排氣系統(tǒng)(RPE)與廢液處理系統(tǒng)(TEU)的各樓層疏水箱相連接；兩臺(tái)泵001PO和002PO，并聯(lián)布置(一臺(tái)泵運(yùn)行，一臺(tái)泵備用)，它們將貯存箱001BA來(lái)的凝結(jié)水排入3.4號(hào)機(jī)汽輪機(jī)廠房?jī)?nèi)。

2.放射性測(cè)量回路。放射性測(cè)量回路(測(cè)量核輔助廠房?jī)?nèi)回收的凝結(jié)水的放射性)包括以下設(shè)備：一臺(tái)輸送泵放射性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)KRT501PO，它在箱體SVA001BA的入口處抽取凝結(jié)水樣，并將其送到放射性測(cè)量裝置；一臺(tái)熱交換器(由RRI回路供冷卻水)SVA001RF,它將凝結(jié)水樣冷卻至40℃；一臺(tái)放射性測(cè)量裝置KRT505MA;一條與REN系統(tǒng)相連接的管道，引入SED鹽水，保證回路沖洗；一臺(tái)流量計(jì)KRT501SD。

(二)系統(tǒng)布置。冷凝水箱(001BA):0M廠房(NB280)房間；冷凝水泵(SVA001PO-002PO):0M廠房(NB280)房間。

(三)冷凝水回水箱(8SVA001BA)凝結(jié)水來(lái)源。4號(hào)機(jī)組TEP除氣塔/蒸發(fā)器(4TEP001DZ/EV)、3號(hào)機(jī)組TEP除氣塔/蒸發(fā)器3TEP001DZ/EV、TEU蒸發(fā)器(8TEU001EV)冷凝水；輔助蒸汽分配系統(tǒng)(8SVA)供氣母管上的疏水器263、272、277PU疏水；來(lái)自輔助蒸汽分配系統(tǒng)(8SVA)供氣管線支線負(fù)荷前疏水器疏水；來(lái)自8KRT505MA取樣管線返回管線。

(四)冷凝水回水箱(8SVA001BA)凝結(jié)水去處。冷凝水泵(8SVA001、002PO)往凝汽器排水；冷凝水回水箱(8SVA001BA)底部疏水閥220VL閥門內(nèi)漏；冷凝水回水箱(8SVA001BA)溢流管線跑水；冷凝水回水箱(8SVA001BA)排氣管線跑水。

二、冷凝水回水箱(8SVA001BA)液位降低的原因

由于來(lái)水支路比較多，對(duì)水位的上升下降判斷造成了一定的困難，但從排水情況分析，不外乎以下四種原因。

(一)冷凝水回水箱(8SVA001BA)底部疏水閥8SVA220VL關(guān)閉不嚴(yán)或內(nèi)漏。如果220VL內(nèi)漏，此閥門下游溫度將和001BA下部液體溫度差不多，由于001BA的溢流口與疏水閥下游連接在一起，從管線出口觀察目前是一直有水流出，且為連續(xù)水流，但實(shí)際下游出水溫度比較高，通過(guò)點(diǎn)溫儀發(fā)現(xiàn)高達(dá)83度左右，而溢流220VL上下游溫度大約在60度左右，同時(shí)閥門用F扳手無(wú)法再關(guān)緊，因此閥門內(nèi)漏的可能很小，從溢流口出水的概率比較大。

(二)冷凝水回水箱(8SVA001BA)溢流管線跑水。從上一個(gè)原因可以判斷溢流管一直有水流出，從現(xiàn)場(chǎng)的布置來(lái)看，從KRT打出來(lái)的水進(jìn)入溢流管的可能性還是很大的。但從點(diǎn)溫儀檢查管道表面的溫度發(fā)現(xiàn)溫度高達(dá)83度，如果是KRT返回水，水溫應(yīng)該很低，因?yàn)橐呀?jīng)經(jīng)過(guò)RRI水冷卻，同時(shí)從廠家提供的設(shè)備圖紙可以看出，這兩個(gè)口的水平距離相差約175mm，因此從溢流管出來(lái)的水可能是蒸汽冷凝水。如果是蒸汽冷凝水，應(yīng)該不會(huì)造成液位下降，理由是蒸汽來(lái)自外部。

(三)冷凝水回水箱(8SVA001BA)頂部排氣管線跑水。從現(xiàn)場(chǎng)的管線出口觀察，一直有水不斷地流出，而且水流成連續(xù)線狀，可能是001BA不停地蒸發(fā)排氣，造成液位下降。

冷凝水回水箱001BA水來(lái)自4號(hào)機(jī)組TEP除氣塔/蒸發(fā)器(4TEP001DZ/EV)、3號(hào)機(jī)組TEP除氣塔/蒸發(fā)器3TEP001DZ/EV、TEU蒸發(fā)器(8TEU001EV)冷凝水疏水溫度都是比較低的，經(jīng)過(guò)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(RRI)冷卻，而且這些設(shè)備一般都不運(yùn)行。來(lái)自其它母管上的疏水器的疏水溫度比較高，這些疏水從001BA頂部進(jìn)入001BA。通過(guò)點(diǎn)溫儀發(fā)現(xiàn)排氣管溫度達(dá)到94度。因此排氣管的連續(xù)水流最有可能的原因是疏水器排氣溫度較高的蒸汽進(jìn)入排氣管線后冷凝成液體，從而出現(xiàn)連續(xù)水流，但這個(gè)水理論上也不會(huì)造成001BA液位下降。理由是蒸汽來(lái)自001BA外部，而不是001BA內(nèi)部液體產(chǎn)生。

(四)冷凝水回水箱(8SVA001BA)中的冷凝水通過(guò)8SVA001/002PO排水管線將水排至3/4號(hào)機(jī)的凝汽器。通過(guò)查找相關(guān)資料得出，虹吸的三個(gè)條件依次是管內(nèi)先裝滿液體;出水口比上容器的水面必須低;管的最高點(diǎn)距上容器的水面高度不得高于大氣壓支持的水柱高度。每次出現(xiàn)低低液位，必然排水泵啟動(dòng)過(guò)，每次在排水泵自動(dòng)停運(yùn)之后是不是出現(xiàn)了虹吸呢，SVA001BA處于0m，而凝汽器在0m以下，雖然在排水管上設(shè)置了倒U型管，但倒U型管的高度只有9米[水封高17m(從常規(guī)島負(fù)一樓起)到001BA離地面約1米-7m(0米)=9m]左右，根據(jù)查找相關(guān)資料，虹吸管最大真空高度一般不超過(guò)8.5m，那么計(jì)算的這個(gè)9m由于計(jì)算出現(xiàn)的誤差性，剛好在破壞虹吸的臨界值附近，所以會(huì)不會(huì)發(fā)生虹吸還要通過(guò)具體計(jì)算來(lái)確定。

(五)驗(yàn)證與分析四個(gè)原因。為了驗(yàn)證原因四的正確性，2016年11月9日中班，001BA出現(xiàn)低低水位報(bào)警后，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)閥補(bǔ)水至600mm后(平時(shí)將水補(bǔ)到600mm消低報(bào)警后，約1小時(shí)后即出現(xiàn)500mm低低報(bào)警)，經(jīng)主控同意，關(guān)閉了凝結(jié)水泵(001、002PO)出口閥，同時(shí)將三廢各蒸發(fā)器和除氣塔的疏水氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥至手動(dòng)關(guān)閉位置，從而最大限度減少來(lái)水量。經(jīng)過(guò)約6小時(shí)的觀察，發(fā)現(xiàn)液位沒(méi)有下降，反而升高到750mm。因此可以斷定水從泵排水管線流走量非常大。

冷凝水回水箱(8SVA001BA)容積為6立方，600mm下降到500mm，下降100mm，約需要1小時(shí)，這個(gè)高度差不多處于罐子的中下處，從已知的參數(shù)可以估算出3m*1m*0.1m等于300L，也就是說(shuō)一小時(shí)至少跑了300L水(忽略來(lái)水)，從原因一加原因三觀察看出，明顯一小時(shí)跑水量達(dá)不到300L這么大的量。那么這會(huì)不會(huì)是虹吸造成的呢，如果發(fā)生虹吸。

其中p1代表8SVA001BA處大氣壓因罐子截面面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于虹吸管截面，所以v1為零，p2代表凝汽器壓力，這里取7kpa，l代表凝汽器與冷凝水回水箱(8SVA001BA)所處高度差,從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置目測(cè)大概是距離地面5m左右，帶入公式，計(jì)算得出v=17m/s左右，即使考慮管道流阻，取v=2.2m/s，帶入公式計(jì)算一小時(shí)罐子的流量得出πr2vt=22m3,(查閱相關(guān)管道布置圖得知r=0.03m，t=3,600s)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3,00l，所以不可能是虹吸，那么這3,00l水到底去哪里了呢。

查閱資料得知，核電廠的凝汽器的負(fù)壓值在5.39～11.8kpa，該值對(duì)應(yīng)的水飽和溫度范圍為34～49℃之間，而排水管道中的水溫應(yīng)該在50℃左右(通過(guò)水箱外部點(diǎn)溫儀測(cè)量的溫度在60℃左右)。所以8SVA001/002PO排放到低液位停止之后，下游管道內(nèi)的水溫高于凝汽器負(fù)壓下的飽和水溫，會(huì)逐漸汽化，進(jìn)入凝汽器，造成冷凝水回水箱(8SVA001BA)液位的緩慢下降。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，冬天里一周的報(bào)警次數(shù)都大于夏天里一個(gè)月的報(bào)警次數(shù)，原因是夏天凝汽器的真空壓力明顯高于冬天的凝汽器真空壓力，這就造成了管道里夏天的飽和水溫度明顯高于冬天的飽和水溫度，也就說(shuō)明相同的溫度來(lái)水，冬天更容易發(fā)生汽化，所以液位下降也就更明顯。這個(gè)結(jié)果更加驗(yàn)證了冷凝水回水箱(8SVA001BA)水位下降是由于管道內(nèi)水汽化的結(jié)果，而不是虹吸。

三、改進(jìn)措施

通過(guò)上述計(jì)算得知造成液位下降的真實(shí)原因不是虹吸，沒(méi)有必要再增加U型管的高度來(lái)破壞虹吸。為了防止液位降低，可以在凝結(jié)水泵(8SVA001/002PO)設(shè)置氣動(dòng)隔離閥，引入控制信號(hào)與凝結(jié)水泵(8SVA001/002PO)，當(dāng)任意一臺(tái)凝結(jié)水泵啟動(dòng)，閥門開(kāi)，反之，當(dāng)兩臺(tái)凝結(jié)水泵都停運(yùn)，閥門關(guān)閉，從而有效阻止通過(guò)冷凝水泵下游管線氣化造成冷凝水箱液位降低。

四、結(jié)語(yǔ)

凝結(jié)水泵(8SVA001/002PO)排放到低液位停止之后，通過(guò)計(jì)算分析得出目前的U型管高度滿足破壞虹吸要求，不會(huì)發(fā)生虹吸，造成液位下降的真實(shí)原因是凝結(jié)水泵下游管道內(nèi)的水溫高于凝汽器負(fù)壓下的飽和水溫，會(huì)逐漸汽化，進(jìn)入凝汽器，造成冷凝水回水箱(8SVA001BA)液位的緩慢下降。