纪春雷 郭庆冲

（中核核电运行管理有限公司运行四处，浙江 海盐314300）

1 RRB系统简介

硼加热系统（RRB系统）是为硼溶液流过的管道、阀门和泵进行伴热的系统。硼溶液流过的设备都被伴热和保温，以维持流体循环，防止硼酸结晶，因为结晶是一种不可逆现象。硼加热系统包括电伴热、相应的电力回路配电装置、仪表和控制设备。各种加热元件的位置考虑了包括墙和地板贯穿件的管道布置、高低位置以及室温。RRB包括两个相同的冗余加热回路，即正常回路和备用回路。它们按照保持管道温度在结晶温度以上的原则进行设计。“正常”回路连续运行，“备用”回路仅在正常回路出现故障时投入运行，以维持所要求的工艺流体温度。正常回路和备用回路间是实体分隔的，每个加热回路都由加热元件、温度控制器（温控器）、传热胶泥和每个管段的保护套组成。两个回路的温度测量系统是公用的，每个管段都装有两个热电偶。硼加热系统（RRB）始终投入运行。在正常运行工况下，硼酸管线由温控器控制温度的伴热回路进行伴热。当管道表面温度达到高整定值（Tmax）时，温控器切断电源，管道温度降低到低整定值（Tmin）时，再给加热元件通电。正常回路（N）与备用回路（S）温控器控制整定值之间的关系为：TSmin＜TSmax=TNmin＜TNmax。如果正常回路不能按要求运行，则当管道温度下降到TSmin时，备用回路才会接通。

2 事件一

2019年3月初，中控频繁触发8RRB301AA（应急电加热器投入）报警，根据报警响应要求，按报警规程在核岛值班室RRB上位机上查看8RRB系统备用回路伴热丝投运状态为加热的是8RRB834RS，其对应的正常回路伴热丝8RRB734RS也处于投运状态。备用回路伴热丝8RRB834RS温度调节整定值为50℃＜T＜55℃，正常回路伴热丝8RRB734RS温度调节整定值为55℃＜T＜60℃。

2.1 确认8RRB734RS和8RRB834RS具体位置

通过查看8RRB布置图确认该两组RRB伴热丝与8TEU020PO相关，但是根据8TEU020PO的冲洗保养操作票来看，8TEU020PO的前后隔离阀都处于关闭状态，伴热丝8RRB734RS和8RRB834RS的位置没有流体流动，温度应该是不会有太大变化的。后来向专工咨询，确认8RRB734RS和8RRB834RS实际安装其实延伸到了8TEU020PO本体旁，而现场由于保温层的覆盖，无法看到伴热丝所处的具体位置。

最终根据专工的提示，通过比对RRB安装图纸、流程图、现场管线实际走向后，确认导致报警触发的伴热缆所在管线8TEU909为轴封引漏管线，其在流程图上并未画出。浓缩液泵8TEU020 PO的轴封热水作用为维持机械密封温度防止低温结晶，平时轴封水始终投入，轴封水进入泵轴后，大部分从引漏管线流向RPE，少量轴封泄漏水经8RPR771管线泄漏至接水盘（即平常描述的每秒几滴），伴热丝8RRB734RS和8RRB834RS所在管线中仅有轴封泄漏水流过，无其他流体引入或者带出热量。

2.2 现场情况检查，现场试验和原因分析

根据以上所介绍的内容，基本可以判定备用伴热缆的频繁启动与8TEU020PO轴封冲洗水存在关系。初步假设轴封水温度变化导致轴封引漏管线温度变化，进而引起RRB备用伴热丝启动。

为此，开展了以下检查和试验：

（1）检查电加热器8TEU002RE的运行情况：现场查看电加热器显示温度72℃；

（2）检查轴封冲洗水的流量：现场检查轴封冲洗水排水口约3滴/秒；

（3）检查管道保温情况：现场检查发现电加热器出口有一段管道没有保温层。电加热器内虽然有72℃但是到有保温层的管道入口处也只有46℃了，再经过有保温层的管道后到达泵时的温度只会更低。

基于现场实际情况，并征得主控同意后，关小8TEU895VB调整轴封冲洗水流量至1滴/秒，以期减少冷源进入量。调整后查看RRB上位机上的温度趋势图发现温度下降的更多。经过分析认为由于轴封水流量小，管道内的水相当于死水，无保温层管段相当于一个冷却器，一直由空气在把水冷却，导致进泵的轴封水温度过低。

对此现象，我们反向思考，认为如果能将轴封水流量调大，让管道内水流速加快，以期减弱降温效果，使得进泵温度升高。于是现场将泵轴封水流量调整至约5滴/秒（接近线状）后观察发现温度先下降，后升逐渐升高，有一定效果。先降温是由于管道内的较低温水注入，后升高是正常和备用回路伴热丝的加热效果以及无保温层管道出口温度由于流速增大而温度升高，最高升高到了约55℃。

2.3 改进建议

根据以上分析和总结的情况，提出3点改进建议：

（1）将轴封水流量稍微调大，让管道内水流速加快，减弱电加热器到泵轴封处管段的降温效果，使得进泵温度升高，但也不能过大，过大会使电加热器来不及加热水，建议流速调整为接近线状流；

（2）提高电加热器温度和容量，以期使得进入泵轴的水温大于备用伴热丝启动定值50℃且要保证长时间运行热水器温度不会降低；

（3）对热水器出口约1 m长的无保温层管道进行加装保温材料，减少电加热器热水出水的散热降温。

2.4 目前现场已采取的改进措施和运行情况

电加热器8TEU002RE现场已更换为容量更大的热水器，并将电加热器温度从72℃调整到了75℃，轴封水流量也已稍调大至接近线状。目前上述两个改进措施进行后，正常回路8RRB734RS的温度趋势呈波浪形地在其运行温度定值内来回波动，备用回路8RRB834RS基本不需要启动辅助加热。

3 事件二

2020年10月下旬开始，中控频繁触发8RRB301AA（应急电加热器投入）报警，根据报警响应要求，按报警规程在核岛值班室RRB上位机上查看8RRB系统运行状态，检查原因为备用硼伴热丝8RRB206RS频繁启动，初步认为管道可能存在硼酸结晶，2020年12月3日，开始着手分析处理，对8REA005BA充入少量清水，以期溶解硼酸结晶，但是经过近半天观察，没有缓解现象，于是开始具体深入分析查找原因。

3.1 现场情况检查，现场试验和原因分析

查看设备布置图，确认8RRB206RS对应加热管道为8REA005BA疏水阀8REA601VB上游管道，其对应正常回路硼伴热丝8RRB106RS。查仪控定值清单，确认8RRB006MTEU控制正常回路硼伴热丝8RRB106RS，8RRB006MTL控制备用回路硼伴热丝8RRB206RS，其启停定值如下：备用回路伴热丝8RRB206RS温度调节整定值为63℃＜T＜68℃，正常回路伴热丝8RRB106RS温度调节整定值为68℃＜T＜73℃。

通过查看RRB上位机上8RRB006MTEU和8RR B006MTL的温度趋势图，发现其温度一直稳定在63℃左右到68℃左右的区间来回波动，十分规律，且两者温度趋势一致，这就首先可以排除温度探头漂表问题。如果自动控制没有问题，那么就存在硼伴热丝本身有问题的可能性，例如伴热丝故障不加热或者加热能力不足。由于其温度一直稳定在备用回路硼伴热丝的控制温度63℃到68℃，我们初步怀疑正常回路硼伴热丝8RRB106RS故障，去现场电源柜内测量8RRB106RS和8RRB206RS同时运行时的电流都为3 A左右，与额定电流2.4 A差别不大。12月5日夜班，对8RRB106RS电源断开进行观察，发现备用回路伴热丝8 RRB206RS单独运行时温度趋势与之前两个硼伴热丝一起运行时不一样，最低到达60℃多一点后基本稳定，之后重新合上8RRB106RS电源开关，温度趋势与断开前恢复一致。这说明8RRB106RS和8RRB206RS都有加热效果，只是对于目前的状态，显得加热能力不足。

考虑到12月3日早班对8REA005BA少量充水后，8RRB006MTEU和8RRB006MTL的温度趋势与没开始充水之前并没有明显变化，我们开始分析加热能力不足的原因。翻看KIT趋势图，确认8RRB301AA频繁报警初次出现时间为2020年10月3日13:00左右，结合4REA004BA液位计4REA052MN趋势，确认为10月3日对4REA004BA初次制硼时，8REA005BA充水操作后8RRB206RS开始投入，之后一直未消除。机组运行这么多年下来，以前也未碰到该问题，所以该现象肯定与本次制硼操作有关联。查看8REA005BA配置浓硼酸结束后的冲洗操作票（C8REA005），确认每次制硼结束后，对8REA005BA冲洗完毕后罐内应为排空状态。讨论后，认为8REA005BA少量充水后8REA601VB上游管段和8REA005BA底部有少量水，这些水在硼伴热丝加热的情况下，由于热传导和热对流的现象，使得8RRB106RS和8RRB206RS本该加热的区域变大了，又由于这两根伴热丝加热能力有限，所以8RRB106RS温度一直加热不到73℃，长期保持运行，8RRB206RS在68℃停运后温度低至63℃时又来回启动。

为了验证该设想，12月6日夜班，将8REA005BA内的水彻底排空。观察温度趋势，发现温度先快速下降至最低37℃左右，后又逐渐上升至73℃左右，期间8RRB106RS和8RRB206RS按其逻辑自动停运。开始的温度快速下降是由于排水过程中 罐内冷水对管道的冲刷引起，后面温度较快的逐渐上升原因是管道内空气相对于之前的水，隔热能力较好，8RRB106RS和8RRB206RS只需加热本该加热的管道壁就行了，加热能力满足当前状况，过程现象和结果都符合我们的设想。经过几个循环的观察，8RRB206RS不再启动，8RRB301AA也不再规律性的触发，问题得到解决！

3.2 报警原因结论

根据以上种种现象和分析验证，可以确认出现8RRB206RS频繁启动触发8RRB301AA报警现象的原因为：上次制硼结束冲洗后，8REA005BA和8REA601VB所在管道内的水未完全排空，在8REA005BA和8REA 601VB所在管道内有水的情况下，会使得8RRB106RS和8RRB206RS的加热功率不够。

4 结语

3/4号机组硼加热系统（RRB）部分备用伴热缆长期处于投运状态，导致中间控制室的RRB系统报警8RRB301AA频繁闪发，不利于主控室人员对于RRB系统运行情况的全面监视。经系统性整治后，大部分伴热缆均已恢复正常主备用功能，但温度低的情况时有发生，导致部分正常回路和备用回路同时启动，触发报警。通过以上两个事件的分析，为避免8RRB301AA报警频繁触发，特提出如下建议：

（1）由于8REA005BA内部结构的问题，底部出水口滤网比罐底高约10 cm，正常传硼后，罐子底部是无法完全排空的，在还未冲洗的情况下罐子底部存水可能导致报警出现。建议制硼结束冲洗完毕后，确认通过疏水阀8REA601VB所在管道排水完全排空，且8REA005BA盖子盖好。

（2）建议提高正常回路RRB伴热缆的加热功率，如提高其运行电压。