盧孟輝

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

1 簡介

1.1 含氫排氣系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)收集反應堆冷卻劑系統(tǒng)、TEP系統(tǒng)除氣運行中產生的含氫廢氣及在檢修前用氮氣 吹掃存放反應堆冷卻劑的各種箱體時所排出的含氫廢氣。這些廢氣被送到TEG含氫廢氣子 系統(tǒng)進行處理。RPE含氫排氣系統(tǒng)簡圖如圖1所示。

圖1 RPE含氫排氣系統(tǒng)示意圖

1.2 含氫排氣系統(tǒng)問題

現(xiàn)場巡檢發(fā)現(xiàn)含氫排氣系統(tǒng)氧表讀數(shù)顯示波動較大，且該現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，經過檢查發(fā)現(xiàn)，含氫排氣管線和氧表電極表面存在殘水。TEG001MG氧表讀數(shù)頻繁波動，嚴重影響主控人員對RPE含氫排氣管線氧含量的正常監(jiān)控。如果含氫管線氧含量超標不能及時發(fā)現(xiàn)，將會造成嚴重的工業(yè)安全后果。本文通過試驗分析，查找并解決含氫排氣管線積水問題。

2 積水來源分析

2.1 水汽主要來源

機組正常功率運行期間，從前貯槽來的廢液送到除氣塔001DZ（002DZ），在塔中氫氣、裂變氣體和其他氣體，從含硼水中脫除，用SVA蒸汽間接加熱。脫除出的不凝性氣體（氫氣、氮氣、氪氣、氙氣）和蒸汽離開除氣塔的頂部后，流入排氣冷凝器001CS（002CS），由設備冷卻水（RRI）來冷卻，氫氣和放射性氣體不斷地被脫除，并通過001CS排放到TEG含氫子系統(tǒng)，冷凝液通過自流返回到除氣塔頂部。由TEP除氣塔來的含氫廢氣，主要組分為氫氣、氮氣、飽和水蒸氣及放射性氣體。

除氣塔運行時流量是1.9 m3（STP）/h含氫廢氣、0.19 m3（STP）/h水蒸氣。 即最大流量2.09 m3（STP）/h。

2.2 其他排氣來源

機組功率運行期間，反應堆冷卻劑疏水箱（RPE 001BA）、TEP前貯槽（TEP 001／008BA）、化學容積控制系統(tǒng)容積控制箱（RCV 002BA）的排氣均是不含有水蒸氣的含氫排氣，且排氣量不高。

2.3 原因分析邏輯

RPE含氫排氣管線積水原因思維導圖如圖2所示。

圖2 原因思維導圖

2.4 原因確認

2.4.1 RPE001BA/RCV001BA/TEP001BA排氣分析

經過對照系統(tǒng)流程圖、管道安裝圖對現(xiàn)場RPE001BA/RCV001BA/TEP001BA排氣管線可達區(qū)域進行了實地勘察，并對管線布置走向及標高進行了核實、確認，并結合各個設備相關系統(tǒng)手冊，得出如下結論：（1）RCV001BA液位嚴格控制，正常運行時不存在液位高的情況，氫氣覆蓋，壓力控制,水汽通過排氣管線進入含氫管線可能性不存在；（2）RPE001BA罐體液位高時會將液位打至TEP001BA頭箱，且溫度不高，水汽通過排氣管線進入含氫管線可能性不存在。

2.4.2 RPE含氫排氣管線布置

RPE含氫排氣回路上設置了RPE001/002/003/004CN作為冷凝水收集罐。但由于4個冷凝罐下方疏水器存在泄漏風險，為防止含氫氣廢氣泄漏，日常運行時，4個冷凝罐進出口閥保持關閉，即未投運，沒有起到冷凝灌應有的作用。逐個開啟疏水器RPE001/002/003/004CN入口閥門，對疏水器進行疏水驗證。發(fā)現(xiàn)RPE001CN積水多達31 L，已經完全超出正常水平。

2.4.3 TEP001CS排氣問題分析

從RPE含氫排氣流程圖（見圖1）可知，RPE001CN主要收集TEP系統(tǒng)1#除氣塔（TEP001DZ）的含氫排氣冷凝液。除氣塔在正常運行時水蒸氣約0.19 m3（STP）/h。故該排氣管線上設置一個冷凝管加疏水器，將水蒸氣冷凝并疏排掉。

比較收集TEP系統(tǒng)2#除氣塔（TEP002DZ）冷凝液的RPE002CN，排水僅0.058L，所以懷疑，TEP001DZ的排氣冷凝器（TEP001CS）存在缺陷，以致除氣塔內產生的蒸汽未經過TEP001CS充分冷卻，而隨含氫排氣大量排出，超出除氣塔設原設計值0.19 m3（STP）/h。

經過分別啟動TEP001DZ和TEP002DZ進行驗證，驗證數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 除氣塔正常啟動數(shù)據(jù)

由試驗可知，假設是由除器塔正常啟動過程中引入的汽水，則意味著之前要啟動除氣塔一千余次，顯然是不可能的。所以，即使TEP001CS存在缺陷，但RPE001CN內水也并非完全來自TEP001DZ排氣冷凝。

2.4.4 TEP除氣塔實體水溢出

由TEP001CS排氣問題分析的結論可知，RPE含氫管線積水來源不可能全部是因為TEP001CS的冷卻問題。所以，肯定還有其他原因造成含氫排氣管線大量積水。

經過對除氣塔啟停趨勢進行逐次回看和分析，發(fā)現(xiàn)1年以來，除氣塔共有12次除氣塔跳閘且液位超量程，其中，5次超量程較為嚴重，多次進行加壓排水。從1月29日可以看到，TEP001DZ除氣塔因液位高跳再啟動除氣塔時，在含氫廢氣溫度測點也有明顯的兩次階躍現(xiàn)象，是含氫廢氣排放閥427VY因壓力高開啟時出現(xiàn)的，如圖3所示。

圖3 除氣塔高液位跳閘趨勢圖

TEP001CS至TEP427VY管道總體積約8.3 L，5次除氣塔滿水后極端情況下累計需要排出41.5 L，大于實際RPE001CN處排出的水量，所以，可以斷定有TEP001DZ內實體水流出。從TEP001DZ啟動，我們推斷應是排氣溫度探頭接觸到熱水，而導致的溫度階躍。

前次除氣塔液位過高跳閘，為防止除氣塔出現(xiàn)負壓導致空氣進入，按照典操對除氣塔進行氮氣加壓排水到正常液位，以便除氣塔再次啟動；而氮氣充壓時除氣塔液位大幅度波動的情況下很可能會將一部分高水汽被壓至TEP001CS后的U形管線中，當排放閥TEP427VY因壓力高開啟時，氣體帶著這部分水流經溫度探頭，進入含氫管線。

TEP除氣塔實體水溢出的結論只是數(shù)據(jù)分析結果，只是理論上的原因，為了證明該結論成立，進行了三試驗，進行情景再現(xiàn)，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 除氣塔高液位跳閘試驗數(shù)據(jù)

由此可知，當除氣塔液位過高跳閘時，為防止除氣塔出現(xiàn)負壓導致空氣進入，按照典操對除氣塔進行氮氣加壓排水到正常液位，以便除氣塔再次啟動；而氮氣充壓時除氣塔液位大幅度波動的情況下很可能會將一部分高水汽被壓至TEP001CS后的U形管線中，當排放閥TEP427VY因壓力高開啟時，氣體帶著這部分水進入含氫管線。

3 解決問題對策

而由于RPE001/002/003/004CN下游疏水器存在氫氣泄漏風險 ，機組正常運行時各CN處于隔離狀態(tài)。因此，提出以下實施建議：

（1）更換冷凝罐CN下游疏水器PU為沒有漏氣風險的疏水器，然后將CN和PU均投運，實現(xiàn)設計功能。

（2）保持疏水器PU上游隔離閥關閉，但冷凝罐CN入口開啟，在日常巡檢中增加檢查KSN上位機中RPE704AA報警觸發(fā)情況，液位高報警觸發(fā)時進行手動疏水。

（3）只要除氣塔不產生嚴重滿水，就可以避免除氣塔內實體水溢出到RPE含氫排氣管線。為了避免人員技能差異導致除氣塔滿水，需要從管理和操作上杜絕除氣塔滿水情況的出現(xiàn)。所以，修改操作票“除氣塔TEP001DZ從污臟狀態(tài)6的啟動”中第2步，明確將TEP027VP置于自動時將除氣塔液位整定值設置為0，控制除氣塔液位，避免除氣塔啟動循環(huán)時進料過多，使意外跳閘后除氣塔液位不會過高。

解決對策實施后，通過對近三個月的跟蹤觀察，TEG001MG氧分析儀取樣管線已不再存在積水缺陷，且整個RPE含氫排氣管線也不再排出多大量積水。