核电厂重要厂用水系统调试试验分析

2013-08-14李豪杰

河南科技 2013年1期

李豪杰王冲

(中国核电工程有限公司，河南郑州 450000)

半个多世纪以来，我国核能与核技术利用事业稳步发展，目前已经形成较为完整的核工业体系。核能在优化能源结构、保障能源安全、促进污染减排和应对气候变化等方面发挥了重要作用，核技术在工业、农业、国防、医疗和科研等领域得到广泛应用，有力地推动了经济社会发展［1]。

目前，我国共有15台运行核电机组。在建核电机组共26台，分别位于浙江三门、山东海阳、广东台山、辽宁红沿河、浙江方家山、福建宁德和福清、广东阳江、广西防城港、海南昌江。

重要厂用水系统包含两条的冗余系列，把设备冷却水收集的热负荷输送到最终热阱—海水，来维持核电站各系统热负荷不超标，保证电站的正常运行，是核电站冷却系统的一部分。因此，重要厂用水系统具有安全准则，它的正常运行是整个电厂运行的前提，其调试工作也是整个电站调试中的重要一环。

1 重要厂用水系统调试

核电厂整个循环中经历厂址选择、设计、建造、调试、运行和退役六个主要阶段。调试是将核电厂已经安装的部件和系统投入运行并进行性能验证，以确认是否符合设计要求、是否满足性能标准的过程。调试工作的好坏决定了核电厂运行的可靠性，是运行必备的前提条件。整个重要厂用水系统的调试工作分七个试验进行，试验顺序如图一所示［2]。

图1 核电厂重要厂用水系统试验顺序图

1.1 系统冲洗

系统安装完成之后，应对整个回路管道进行冲洗，清洁管道、设备内表面，使系统水质达到系统要求。

1.2 仪表和模拟控制通道试验

仪表和模拟控制通道试验是对传感器和执行机构的性能，预处理卡件、I/O卡件、隔离卡件的性能，主控室仪表控制盘上的指示、记录性能，接线和设计值满足要求，硬件和软件的符合度进行验证。

1.3 逻辑控制通道实验

逻辑控制通道试验是对执行器和接触器逻辑、信号处理、远程显示、报警及控制盘上的状态指示的正确性进行验证。重要厂用水系统的逻辑通道实验主要包括阀门、泵及一些报警信号的逻辑验证。

1.4 阀门试验

阀门试验是在管道内无流体的情况下进行的，是对阀门限位开关的运行、阀杆的行程、动作时间、故障安全位置和信号的优先性进行检测。

1.5 泵电机试验

泵电机试验是在电机与水泵脱开的情况下进行的，是对电机的转动方向、电气参数、震动水平、轴承温度、线圈温度进行检测，验证电机运转参数符合表1要求。

1.6 泵组试验

泵组试验是对泵的启动情况、热交换器的水头损失进行校核和对不同工况下系统的额定流量进行验证。在实验中要监测流量、电机绕组及轴承温度、泵轴承温度、震动水平、热交换器及贝类捕集器压降等重要参数不超标，参数要求如表1所示［3]。超过限值范围须立即停泵。

表1 泵组试验参数限值表

1.7 正常运行模式试验

正常运行模式试验是对同一系列中手动切换泵及自动切换到备用泵的备用能力的检测。当本系列中一台泵运行时，通过手动切换触发备用泵并关闭运行泵信号，或者通过模拟供电失效，备用泵自动触发，或者通过模拟泵出口低压信号，备用泵自动触发等方式可以启动备用泵。正常运行模式试验同样需要监测表1所述参数限值，超过限值范围须立即停泵。

2 调试试验及问题分析

2.1 电机和泵的首次启动

电机和泵的首次启动允许点动1秒检查转子的转向是否正确，现场检查无误并等待电机冷却后(不小于15分钟)方可启动。泵的首次启动应打开泵的入口隔离阀及泵体排气阀，对泵体充分充水排气，采用闭口启动。

2.2 板式热交换器出口为负压

泵首次启动，需要将仪表管线排气，来减小仪表管线中气体造成压力显示的误差。泵稳定运行后，仪表管线排气时发现板式热交换器压差仪表在板式热交换器出口一侧处于负压状态。由于就地压力测量仪表未安装，随及打开板式热交换器出口管道上排气阀门验证，也为负压状态。板式热交换器附近管道走向简图如图2所示。根据管道走向判定产生负压的原因是虹吸作用。板式热交换器出口管线的有效高度为H=3.199m。泵正常运行时，海水稳定流出。有效高度对板式热交换器出口处产生的虹吸力F如公式1所示。