程遷

摘? 要：儀用壓空是核電廠重要系統(tǒng)，關(guān)系著核安全。當(dāng)核電廠失去儀用壓空后，眾多核安全相關(guān)儀表和閥門處于失效狀態(tài)，這會(huì)給核電廠安全造成嚴(yán)重威脅。本文通過對(duì)秦山三廠儀用壓空系統(tǒng)功能、流程、控制原理的介紹，并結(jié)合自身實(shí)際工作，對(duì)在機(jī)組大修后，啟動(dòng)儀用壓空出現(xiàn)的壓力突然下降的現(xiàn)象，從控制原理上加以分析，并預(yù)想了可能出現(xiàn)的嚴(yán)重后果，最后在大修后啟動(dòng)程序上，提出合理可行的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：儀用壓空? 啟動(dòng)程序? 分析問題? 改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TM623.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）05（c）-0039-03

NPP-3 Instrument Air System Start-up Optimization After Overhaul

CHENG Qian

（China Nuclear Power Operation Management Co.， Ltd.，Jiaxing，Zhejiang Province，314300 China）

Abstract： Instrument compressed air is an important system in nuclear power plant， which is related to nuclear safety. When the nuclear power plant loses instrument compressed air， many nuclear safety related instruments and valves are in failure state， which will pose a serious threat to the safety of the nuclear power plant. Based on the introduction of the function， process and control principle of the instrument compressed air system in NPP-3， and combined with their own actual work， this paper analyzes the phenomenon of sudden pressure drop in the starting instrument compressed air after the unit overhaul， anticipates the possible serious consequences， and finally puts forward reasonable and feasible improvement measures in the starting procedure after the overhaul.

Key Words： Instrument compressed air; Start program; Analyze problem; Improvement measures

在秦山三廠大修后啟動(dòng)儀用壓空系統(tǒng)過程中，根據(jù)啟動(dòng)程序啟動(dòng)儀用壓空系統(tǒng)2臺(tái)儀表壓空機(jī)（并入ES8）以及2臺(tái)干燥塔后，儲(chǔ)氣罐壓力880kPa左右[1]。在現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)壓空泄漏情況下，1#緩沖罐和2#緩沖罐壓力只有500kPa左右，并有逐漸降低的趨勢(shì)，而2臺(tái)壓縮機(jī)由于ES8控制均未帶載。這一情況如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致失去儀用壓空，造成嚴(yán)重后果[2]。

1? 秦山三廠儀用壓空系統(tǒng)介紹

1.1 儀用壓空系統(tǒng)的目的和功能

向電站內(nèi)的控制儀表、氣動(dòng)閥、空氣閘門提供可靠、清潔、無油、干燥（露點(diǎn)低于-40℃）的壓縮空氣，同時(shí)也為冷凍水系統(tǒng)膨脹水箱氣空間和消防系統(tǒng)預(yù)作用噴淋閥下游管道供氣[3]。

1.2 儀用壓空系統(tǒng)的流程簡(jiǎn)介

配置2臺(tái)100%容量的壓縮機(jī)，系統(tǒng)壓力維持在840kPa～900kPa。壓縮機(jī)從其所在房間吸入空氣，向緩沖罐供氣，經(jīng)2臺(tái)100%容量的干燥器及其前置和后置過濾器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行凈化和干燥后，壓縮空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)儀表壓空分配管網(wǎng)向各廠房的儀表壓空用戶供氣[4]。廠用壓空系統(tǒng)作為儀表壓空系統(tǒng)的備用氣源，在儀表壓空母管低壓力時(shí)，經(jīng)電磁閥供氣至2臺(tái)儀表壓空壓縮機(jī)出口母管[5]。系統(tǒng)的流程示意見圖1。

1.3 儀用壓空系統(tǒng)控制介紹

1.3.1 壓縮機(jī)起/停和加載/卸載

一臺(tái)壓縮機(jī)先導(dǎo)（Lead），另一臺(tái)壓縮機(jī)滯后（Lag）模式運(yùn)行，由位于壓縮機(jī)控制盤臺(tái)上的遠(yuǎn)程控制器（ES8）通過基于時(shí)間的順序轉(zhuǎn)換器來控制[6]。

儀用壓空系統(tǒng)母管壓力下降到840kPa時(shí)，處于先導(dǎo)（Lead）的壓縮機(jī)自動(dòng)加載，母管壓力達(dá)到900kPa時(shí)自動(dòng)卸載;母管壓力低于900kPa并持續(xù)5min，滯后（Lag）的壓縮機(jī)起動(dòng)加載，母管壓力達(dá)到900kPa時(shí)自動(dòng)卸載。根據(jù)儀表壓空母管壓力和壓縮機(jī)起停次數(shù)，在壓縮機(jī)連續(xù)空載運(yùn)行一定時(shí)間后，自動(dòng)停運(yùn)[7]。

壓縮機(jī)遠(yuǎn)程控制器（ES8）不可用時(shí)，2臺(tái)壓縮機(jī)分別由其就地控制盤臺(tái)控制。

壓縮機(jī)控制盤臺(tái)上的遠(yuǎn)程控制器（ES8）根據(jù)儲(chǔ)氣罐出口的壓力控制2臺(tái)壓縮機(jī)的起/停和加載/卸載，壓縮機(jī)由就地控制盤臺(tái)控制時(shí)，根據(jù)相應(yīng)壓縮機(jī)出口壓力控制壓縮機(jī)的起/停和加載/卸載。

1.3.2 儀用壓空機(jī)順序選擇器（ES8）控制介紹

ES8是一個(gè)獨(dú)立的中央控制系統(tǒng)，該控制器會(huì)通過起動(dòng)、加載、卸載和停運(yùn)根據(jù)次序連接的壓縮機(jī)來調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力，使其保持在可設(shè)定的限值范圍內(nèi)[8]。

正常情況下，2臺(tái)儀表壓空機(jī)都并入ES8控制;通常一臺(tái)空壓機(jī)運(yùn)行，另一臺(tái)處于熱備用狀態(tài)。

根據(jù)ES8中壓力控制帶的設(shè)置，空壓機(jī)在840kPa時(shí)開始加載，在900kPa卸載，如果一臺(tái)空壓機(jī)在5min內(nèi)不能將系統(tǒng)壓力從840kPa提升到900kPa，則第二臺(tái)空壓機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，使壓力盡快上升到900kPa。

2? 儀用壓空系統(tǒng)大修后正常啟動(dòng)程序以及問題

2.1 儀用壓空系統(tǒng)大修后啟動(dòng)程序

儀用壓空系統(tǒng)大修后啟動(dòng)程序如圖2所示。

2.2 儀用壓空系統(tǒng)大修后啟動(dòng)問題

在大修中，按照以上程序啟動(dòng)儀用壓空系統(tǒng)，將2臺(tái)壓縮機(jī)并入ES8啟動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)由于2臺(tái)干燥塔露點(diǎn)低，頻繁處于干燥再生狀態(tài)，儲(chǔ)氣罐壓力正常，而1#緩沖罐和2#緩沖罐壓力逐漸下降。而壓縮機(jī)并未加載，現(xiàn)場(chǎng)未出現(xiàn)漏氣狀況，如果不加以干預(yù)，1#緩沖罐和2#緩沖罐壓力有降到0kPa的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 儀用壓空系統(tǒng)大修后啟動(dòng)問題分析

由于遠(yuǎn)程控制器ES8根據(jù)3#貯氣罐出口的壓力信號(hào)控制2臺(tái)壓縮機(jī)起/停和加載/卸載，而將2臺(tái)壓縮機(jī)并入ES8后，2臺(tái)緩沖罐壓力下降不會(huì)導(dǎo)致2臺(tái)壓縮機(jī)啟動(dòng)。

這種情況可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，由于儀用壓空系統(tǒng)在大修時(shí)切換到備用氣源（廠用壓空系統(tǒng)）供氣，而投運(yùn)儀用壓空系統(tǒng)后，將會(huì)切換到儀用壓空系統(tǒng)供氣。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)則得知，在停堆大修期間，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的儀表壓空用戶耗氣率為240m3/h，輔助廠房?jī)?nèi)的儀表壓用戶耗氣率為111m3/h，由于緩沖罐容量為5.9m3，約1min耗盡，無法滿足供氣量，當(dāng)儀表壓空系統(tǒng)母管壓力下降到840kPa時(shí)，ES8觸發(fā)處于Lead的壓縮機(jī)啟動(dòng)，而壓縮機(jī)能力為1100m3/h?？紤]到最壞的情況，假如這期間1#緩沖罐和2#緩沖罐壓力降到0kPa，而1#緩沖罐和2#緩沖罐容量均為11.4m3，壓縮機(jī)將其大約1.25min充滿。即便2臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)加載，也需要大約0.63min。

考慮到這期間儀用壓空母管壓力會(huì)持續(xù)下降，儀表壓空母管壓力低于800kPa時(shí)，在主控室觸發(fā)報(bào)警，當(dāng)壓力開關(guān)低于780kPa時(shí)，相應(yīng)機(jī)組的儀表壓空備用氣源電磁閥自動(dòng)打開，服務(wù)壓空向儀表壓空供氣，而供氣接口在2臺(tái)緩沖罐上游，約1.25min才能將其充滿。輔助廠房和汽輪機(jī)廠房的非重要儀表壓空用戶供氣支管電磁閥在儀表壓空系統(tǒng)壓力低（740kPa持續(xù)5s）自動(dòng)關(guān)閉，氣動(dòng)閥失去儀表壓空用戶供氣，甚至可能導(dǎo)致反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)的3個(gè)儀表壓空貯氣罐壓力低報(bào)警，當(dāng)儀用壓空集管壓力小于650kPa時(shí)，滿足機(jī)組應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程入口條件，導(dǎo)致機(jī)組停堆停機(jī)。

綜合來看，機(jī)組重要?dú)鈩?dòng)閥失去儀用壓空為大概率事件，短時(shí)間內(nèi)可能對(duì)機(jī)組安全造成嚴(yán)重威脅。

3? 儀用壓空系統(tǒng)大修后啟動(dòng)程序改進(jìn)措施

改進(jìn)措施的總體思路：針對(duì)以上的風(fēng)險(xiǎn)，建議機(jī)組停堆大修后，首次啟動(dòng)儀表壓空系統(tǒng)，對(duì)ES8送電后，應(yīng)先單機(jī)就地啟動(dòng)，確認(rèn)空壓機(jī)壓力上升并穩(wěn)定在860kPa左右。然后啟動(dòng)2臺(tái)干燥器，等待2臺(tái)干燥器充分再生后，壓縮機(jī)出口2臺(tái)緩沖罐壓力穩(wěn)定后，再將2臺(tái)空壓機(jī)并入ES8。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)大修后儀用空系統(tǒng)的啟動(dòng)改進(jìn)優(yōu)化，并在秦山三廠大修中得到應(yīng)用，有效地避免了通過ES8啟動(dòng)儀用空壓機(jī)過程中，由于2臺(tái)緩沖罐壓力下降而ES8無法使空壓機(jī)帶載，大修后廠房中重要?dú)鈩?dòng)閥失去儀用壓空等惡劣情況的發(fā)生。

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