宋振

（中广核核电运营有限公司，广东 深圳518124）

1 引言

某核电厂机组正常运行期间，封闭母线压力户外部分处于偏低甚至在负压状态下，在发生台风、暴雨等恶劣天气情况时，可导致环境中潮气灰尘进入腔室，造成封闭母线绝缘下降，严重者会触发绝缘监测报警。同时，绝缘低的情况进一步恶化时存有一次主回路对地放电风险。某核电厂1 号机组第2次大修（F102）维护阶段发现并验证，离相封闭母线压力运行监测值低于维修手册的标准要求，存在压力偏低情况，给设备安全运行带来隐患，本文针对该情况探究其根本原因，找到解决方案。

2 同步并网系统功能简介

同步并网系统（GSY）的主要功能是将发电机和主变压器连接起来并向电网输送电能，为发电机、变压器调节及保护用电压/电流互感器提供一次信号，具体功能包括：①将发电机电能输出；②实现机组与电网的并网、解列和故障保护功能；③冷却发电机出线端子并防止端部氢气聚集。

GSY 系统离相封闭母线是用于连接发电机和主变压器用，主要由铝导体铸体，铝外壳和绝缘体组成。正常运行期间，强迫风冷系统启动用于封闭母线冷却，微正压装置用于封闭母线压力测量、补气调节和报警监测。

某核电厂1、2 号机组自投运以来，封闭母线压力一直处于偏低状态，运行监测值在2～3mbar 之间（1bar=1×105Pa），远低于维修手册标准要求（8～15mbar）。另外，封闭母线供气压力为7～10bar，经过三级减压并且阀门全开后补气压力已经达到上限60mbar，如母线出现大型破口或气密存在恶化情况，微正压补气装置不具有进一步调节提升的能力，封闭母线运行监测值将持续走低。

3 原因分析

3.1 设备状态分析

封闭母线系统为北京电力设备厂供货，通风流量为42000m3/h，风压为1721Pa，风机转速为1480r/min。

因封闭母线附属设备微正压补气装置进行封闭母线的补气、测量和报警功能，运行压力监测点安装在封闭母线B 相风机进口位置，当强迫风冷系统装置停运时，测量的是封闭母线的三相平均压力，当强迫风冷系统装置启动时，测量的是封闭母线B 相的回风压力，而在风机的回风口，压力接近整个风机扬程的最低点，所以压力最低。封闭母线微正压补气装置通过外部的气源向封闭母线补气，以抬升整个封闭母线的压力，在风机停运阶段是对三相封闭母线压力的整体抬升，在风机启动阶段，是对强迫风冷系统压力曲线的抬升，重点在于消除负压区域，保证封闭母线大部分为正压。根据已知核电厂封闭母线负压问题处理的经验来看，微正压装置补气流量的大小对压力的抬升有直接影响。

表1 封闭母线气密试验数据

3.2 封闭母线气密性影响

为了有效验证封闭母线气密性对于压力监测偏低的影响，在F102 大修期间，对封闭母线进行气密查漏工作，后续对发现的漏点进行密封堵漏工作，堵漏前进行气密试验，经比对气密试验标准曲线，结果为5.5%，堵漏后再次进行气密试验，结果为2.7%，堵漏效果显著，试验结果优秀（标准为＜5%）。但封闭母线运行监测值为4mbar，依然不满足维修手册标准要求。

由此分析封闭母线气密效果优劣对于运行监测值偏低的贡献率较低，并不是其根本原因，见表1。

3.3 补气管线节流

封闭母线B 相补气及测量回气压力，补气和回气管外径均为20mm，现场管线与安装图纸保持一致；相较于同类机组所采用的金属管线不同，某核电厂封闭母线微正压补气管线采用的为铝塑管线，存在管线老化气密性不足的缺陷，并且在补气管线弯管接头外径实测为15.44mm，为尺寸最小位置。另外，在微正压装置与补气管线的直通管接头处，为变径连接，此处内径实测为12mm，对于微正压装置管线的补气节流影响较大。

为了验证微正压装置补气管线节流效应对于封闭母线压力的影响，在F102 大修期间，使用外径25mm 的临时管线替代微正压装置补气铝塑管线，对封闭母线进行冲压试验，待稳定后封闭母线静态压力稳定在8mbar。相较于原始管线静态压力在2～3mbar，加装临时管线提升了封闭母线整体运行压力，效果明显，侧面验证了提升补气通流量，降低补气管线的节流可有效提高封闭母线压力，为后续的改造方案实施提供了强有力的佐证。

4 处理方案及效果评估

4.1 处理措施

4.1.1 更换补气管线

原始安装的补气和测量管线为铝塑材质，外径20mm，内径16mm。改造选用的管线为不锈钢管，外径25mm，内径22mm。在提升补气通流量的同时有效提升了抗震动和抗老化性能。

4.1.2 更换弯管转接头

原始安装的弯管转接头为铜材质，外径20mm，通过更换改造的方式，现场选用的转接头为不锈钢转接头，外径25mm，并且接头为外包围管线设计。

4.1.3 更换直通转接头

原始安装的直通转接头为三段式变径铜接头，外径最小位置为12mm，现场选用的直通转接头为一段式不锈钢接头，外径25mm；通流尺寸有较大提升，节流效果有较大改善。

4.2 改进效果

采用上述方案对封闭母线微正压装置实施改造后，进行气密性试验，待动态平衡稳定后封闭母线压力监测值为21mbar，较改造前压力监测值（2～3mbar），效果显著。

同时鉴于目前封闭母线改造情况和密封状况，并且结合微正压装置的表计要求（运行期间封闭母线运行监测压力设计要求在8～15mbar），项目组模拟运行工况进行了相关试验。

启动强迫风冷系统风机，通过观察微正压补气的出口压力表，控制补气流量在25mbar，微正压装置压力监测表计GSY001LP 显示在10mbar。另外，鉴于流量上限为60mbar，较改造前有较大的调节空间。随着后续春夏等环境变化，运行功率状态不同，并网与否等均可能造成压力上下稍显浮动，可通过调节柜内的阀门开度来实现封闭母线压力的相对恒定。

5 结语

通过对某核电厂1 号机组GSY 系统封闭母线微正压装置管线，弯管/直通转接头的改造更换，有效降低了微正压装置补气管线回路的节流效应，解决了封闭母线运行监测压力偏低的问题。对整个系统而言，提高了GSY 系统封闭母线的运行可靠性。该方案简单实用，对电厂其他机组微正压装置的改进具有一定借鉴意义。