C A N D U 6核電廠失去凝結水故障預想及診斷

陳海鵬

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽314300）

1 失去凝結水故障類型與處理要點

凝結水系統是核電廠二回路水系統的主要組成部分之一。下面以某CANDU6核電廠的凝結水系統為例，介紹失去凝結水的故障預想及診斷。失去凝結水的原因較多而且復雜，有可能是單個因素引起的，也有可能是多個因素綜合引起的。失去凝結水可以分為全部失去和部分失去這兩種情況。下面討論的失去凝結水主要指全部失去凝結水。可以初步總結得出下列原因，下面對其分別討論。

1.1 失去兩臺主凝結水泵

以某CANDU6核電廠為例，凝結水系統有兩臺100%容量主凝結水泵和一臺4%容量輔助凝結水泵。要保持機組滿功率運行則一定要保證至少一臺主凝結水泵運行。當一臺主凝結水泵處于不可用時，失去兩臺凝結水泵的幾率大大增加。一旦失去兩臺主凝結水泵，將全部失去凝結水，導致除氧器液位迅速下降。除氧器液位下降將觸發反應堆自動線性降功率。首先從主凝結水泵的跳泵邏輯分析失去兩臺主凝結水泵的原因。

（1）主凝結水泵開關的電氣保護動作跳閘。如果備用的主凝泵如果處于檢修不可用或手動啟動失敗將會導致失去兩臺主凝結水泵。

（2） 凝汽器液位開關 64322-LS4302#1、64322-LS4302#2、64322-LS4302#3中任兩個動作延時1秒跳運行的主凝結水泵 （凝汽器液位開關動作值為凝汽器液位低于230mm），同時閉鎖備用的主凝結水泵啟動。凝汽器液位低于230mm之前操縱員會采取響應措施干預。但如果凝汽器液位開關誤動，也可能導致發生失去主凝結水泵。

（3）主凝泵出口低壓力開關動作且延時30秒跳運行的主凝結水泵。兩臺主凝結水泵出口各有一個壓力開關，動作值為1.65MPa。壓力開關動作產生原因可能為凝結水流量突然上升，如主凝泵再循環流量控制閥、凝汽器排水閥等突然開大導致主凝泵出口壓力驟降或者主凝泵出口低壓力開關誤動。如果根據主控報警或者現場反饋的信息能夠及時定位故障，應采取相應的措施降低凝結水流量，進而穩定主凝泵出口壓力，如凝汽器排水閥異常開啟導致凝結水流量上升，可手動關閉凝汽器排水閥的手動隔離閥來恢復凝結水流量。如果短期無法定位故障，可以啟動備用的主凝泵來穩定主凝泵出口壓力，為故障查找提供時間。

（4）主凝結水泵出口電動閥關閉跳運行泵。運行的主凝結水泵出口電動閥保持開啟，主凝結水泵出口電動閥位置行程開關故障，發出電動閥關閉信號將直接跳運行的主凝結水泵，同時備用的主凝泵自動啟動。如果處于備用的主凝泵啟動不成功將會導致失去兩臺主凝結水泵。

1.2 除氧器液位控制閥異常關閉

失去凝結水可能是除氧器液位控制閥異常關閉導致。另外除氧器高液位開關故障也可能導致除氧器液位控制閥異常關閉。由于除氧器高液位開關動作有報警，可以根據除氧器實際液位與報警值比較得出是否液位開關故障。

對于此類故障，如果確認報警后明確是除氧器高液位開關故障導致除氧器液位控制閥異常關閉，應手動控制除氧器液位控制閥，進而控制除氧器液位。如果主控室最初沒有相關的報警，則有可能是除氧器液位控制器或除氧器液位控制閥故障，這需要經過逐一排查來確定故障。由于此類故障主控室最初沒有相關的報警，只有通過相關參數的異常變化來定位，所以主控室把除氧器將液位、主凝泵出口流量作為重要參數長期嚴密監視。

1.3 除氧器液位控制閥前電動隔離閥異常關閉

除氧器液位控制閥前電動隔離閥主控的控制手柄正常處于“AUTO”位置。有下面兩個邏輯可以導致它關閉。

（1）除氧器高高液位開關（LS4411#1、LS4411＃2）動作關閉除氧器液位控制閥前電動隔離閥。這兩個液位開關動作設定值是除氧器液位高于4150mm，它們是“或”的關系，任意一個液位開關動作都將導致除氧器液位控制閥前電動隔離閥關閉。

（2）凝汽器液位非常低液位開關（LS4304#1、LS4304#2）動作關閉除氧器液位控制閥前電動隔離閥。這兩個液位開關動作設定值是凝汽器液位低于255mm，它們是“與”的關系，兩個液位開關都動作才能導致除氧器液位控制閥前電動隔離閥關閉。

由于液位開關動作都有報警，可以根據實際液位與報警值比較得出是否液位開關故障。如果確認液位開關故障導致除氧器液位控制閥前電動隔離閥關閉，可以將主控室除氧器液位控制閥前電動隔離閥控制手柄置于“OPEN”強制打開。

1.4 凝結水精處理系統設備故障

某CANDU6核電機組因為凝結水精處理系統的旁路流量調節閥故障關閉引起失去凝結水，最終導致導致機組被迫停機停堆。事件發生后，立即采取了相應的糾正行動和預防措施。通過變更使精處理旁路閥在發生定位器故障、凝結水精處理PLC控制系統故障故障和失去壓空都處于全開位置。另外也將通過變更，把凝結水精處理旁路閥從手動閥改為電動閥，提高凝結水主回路運行的可靠性。

2 滿功率下失去凝結水對電廠的影響

機組失去凝結水將打破除氧器的液位的平衡，使除氧器液位迅速下降。除氧器液位下降到2.44米將觸發反應堆自動線性降功率（SETBACK）。如果SETBACK過程中，如果出現除氧器液位持續下降，接近1000mm，或凝汽器真空達到16.9kPa(a)，或蒸發器壓力達到5MPa，操縱員將觸發一號停堆系統。瞬態過程中，電廠處于替代模式。反應堆功率下降將使汽輪機功率隨之下降。當汽輪機功率下降到30MW，操縱員應手動脫扣汽輪機。在對汽輪機保持持續監視期間，應確保各個參數在正常范圍內。由于失去凝結水導致軸封冷卻器真空惡化，使得軸封系統壓力上升，可能導致軸封蒸汽進入汽輪機潤滑油系統，在汽輪機惰走期間應加強汽輪機軸承溫度、振動的監視。另外，由于失去凝結水，低壓缸噴淋和凝汽器喉部噴淋也隨之失去,低壓缸排氣溫度等相關參數也應重點關注。[1]

3 總論

從全局來看，電廠的穩定運行實質上就是一個動態的平衡過程。失去凝結水則從一個局部打破了這個動態的平衡。失去凝結水使電廠的熱阱水平降級。在不考慮其它系統降級或設備失效的情況下，反應堆的反應性仍然可控，放射性包容也沒有被破壞，燃料冷卻由于熱阱的降級而受到了威脅，但瞬態中將觸發反應堆自動線性降功率或者由操縱員手動觸發一號停堆系統，從而使熱源隨之降級來匹配熱阱的降級，使電廠達到新的平衡。瞬態過程中，操縱員則需要及時準確的定位故障，通過有效的處理，使電廠盡快達到新的平衡，保證人員和設備的安全。

［1］楊善讓,汽輪機凝汽設備及運行管理[M].北京:水利電力出版社,1993,10.