秦山二廠核島冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行問題分析

摘要：本文首先闡述秦山二廠核島冷凍水系統(tǒng)的功能組成，然后簡(jiǎn)單介紹秦山二廠核島冷凍水系統(tǒng)的工作原理，再對(duì)秦山二廠核島冷凍水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中存在的問題：1）現(xiàn)場(chǎng)布置問題；2）冬季機(jī)組啟動(dòng)問題和水溫低運(yùn)行控制問題；3）冷凍機(jī)組導(dǎo)葉控制方式問題進(jìn)行分析，提出一些自己的建議和解決問題的方法以及運(yùn)行人員日常維護(hù)冷凍機(jī)組正常運(yùn)行的一些注意事項(xiàng)，希望能有助于降低冷凍機(jī)組運(yùn)行中發(fā)生故障的概率，從而提高機(jī)組運(yùn)行的效率和經(jīng)濟(jì)性，以利于整個(gè)電廠的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵字：冷凍機(jī)組 冷凍水 冷卻水 導(dǎo)葉

1 概述

秦山二廠核島冷凍水系統(tǒng)DEG是用來向核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)DVN、反應(yīng)堆堆坑通風(fēng)系統(tǒng)EVC、安全殼連續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)EVR，核燃料廠房通風(fēng)系統(tǒng)DVK、輔助給水泵房通風(fēng)系統(tǒng)DVG五個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的冷卻器連續(xù)提供冷凍水的系統(tǒng)，并且在需要的時(shí)候向核島設(shè)備冷卻水系統(tǒng)熱交換器RRI005RF（為核取樣系統(tǒng)REN在線分析儀提供低溫的冷卻水）間斷提供冷凍水。本系統(tǒng)用來維持安全殼、乏燃料存放池大廳、輔助給水泵房以及其他燃料廠房，核輔助廠房所需的正常運(yùn)行環(huán)境條件，防止廠房?jī)?nèi)的設(shè)備因?yàn)檫^熱的溫度而損壞。

核島冷凍水系統(tǒng)并不是安全相關(guān)系統(tǒng)，僅有兩個(gè)貫穿件是安全相關(guān)的，但是它依然是保證反應(yīng)堆正常運(yùn)行非常重要的系統(tǒng)。

2 DEG冷凍水機(jī)組的組成及原理

2.1 組成

秦山二廠一、二號(hào)機(jī)組核島冷凍水系統(tǒng)DEG共六臺(tái)冷水機(jī)組（系統(tǒng)是按3×50%的容量設(shè)計(jì)的，每機(jī)組三臺(tái)，最大負(fù)荷時(shí)兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用），采用的是離心式冷水機(jī)組，電機(jī)則采用封閉式。

三臺(tái)機(jī)組組成相同：一臺(tái)冷凍水循環(huán)泵，冷凍機(jī)組（包括蒸發(fā)器-壓縮機(jī)-冷凝器），RRI冷卻水和各用戶的閥門，管道，及三臺(tái)機(jī)組公用的一個(gè)膨脹水箱。

正常運(yùn)行時(shí)， EVC和EVR的所有冷卻盤管都由DEG系統(tǒng)連續(xù)供水，以保持正確的流量分配，并可隨時(shí)切換至EVR系統(tǒng)和EVC系統(tǒng)的備用冷卻盤管。在EVR系統(tǒng)中，通常在4臺(tái)冷卻盤管中有2臺(tái)處于工作狀態(tài)，同樣在EVC系統(tǒng)中也是在4臺(tái)冷卻盤管中有2臺(tái)處于工作狀態(tài)。

DVN，DVK和DVG的冷卻盤管均裝有三通控制閥，以保持通過每一支管的流量恒定。

在這種配置中，兩臺(tái)冷水機(jī)組可調(diào)節(jié)其自身的容量，以滿足DVN，DVG，DVK和RRI（REN在線分析儀）冷負(fù)荷需求的變化。

2.2冷凍機(jī)工作原理

核島冷凍水系統(tǒng)DEG是一個(gè)閉合式的冷凍水回路，它將核島通風(fēng)系統(tǒng)冷卻盤管所回收的熱量通過冷水機(jī)組傳送給RRI系統(tǒng)。冷水機(jī)組的蒸發(fā)器供應(yīng)冷凍水，并回收冷凍水回水中的熱量，熱量經(jīng)冷水機(jī)組的冷凝器傳送給RRI系統(tǒng)。

冷凍機(jī)組工作介質(zhì)是R134a。工質(zhì)基本流程：蒸發(fā)—壓縮—冷凝—節(jié)流組成一個(gè)循環(huán)。

即蒸發(fā)器殼側(cè)低溫低壓液態(tài)冷媒在恒壓下蒸發(fā)，冷媒從冷凍水回水中吸收熱量，使冷凍水降溫；氣態(tài)冷媒經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮成高壓，高溫氣體 ，進(jìn)入冷凝器被RRI水冷卻，氣態(tài)冷媒冷凝成高壓液體；經(jīng)過節(jié)流降壓后成為低溫低壓液態(tài)冷媒回到蒸發(fā)器，如此構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。最終通過冷媒完成了冷凍水的降溫，其熱量都被排向RRI冷卻水。

3 DEG的實(shí)際運(yùn)行存在問題分析

3.1現(xiàn)場(chǎng)布置不合理

三臺(tái)冷水機(jī)組的進(jìn)水、出水管布置不合理，使三臺(tái)冷水機(jī)組的進(jìn)出水不能混合。當(dāng)有兩臺(tái)制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)，冷凍水各自循環(huán)一條回路，使制冷機(jī)的負(fù)荷分配不均。造成一臺(tái)制冷機(jī)的負(fù)荷極大，水溫降不下來；另一臺(tái)制冷機(jī)的負(fù)荷極小，水溫接近停機(jī)值（導(dǎo)葉已關(guān)至最小位置）。另外，負(fù)荷大的一臺(tái)制冷機(jī)因主電機(jī)電流一直處于額定電流狀態(tài)，當(dāng)冷凍水溫、冷卻水溫變化較大或電力波動(dòng)時(shí)，電流會(huì)馬上增大而導(dǎo)致制冷機(jī)緊急停機(jī)，長(zhǎng)期這樣運(yùn)行極易損壞壓縮機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)件。

3.2冬季運(yùn)行問題

3.2.1冬季機(jī)組啟動(dòng)問題

冬季由于實(shí)際負(fù)荷小，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)極易造成供油高溫跳機(jī)，主電機(jī)冷卻不均。解決辦法：為避免供油高溫，應(yīng)穩(wěn)定冷凝和蒸發(fā)的壓差在250kpa左右，可通過降低蒸發(fā)壓力（盡快降低蒸發(fā)溫度，即將冷凍水回水溫度調(diào)至正常范圍）；可抬高冷凝壓力（提高冷凝溫度：即通過RRI/SEC熱交換器調(diào)高冷卻水溫；或者減少冷卻水量，一般不要調(diào)水量）。啟機(jī)后，盡快手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉至40%以上，快速降低蒸發(fā)溫度即蒸發(fā)壓力，增大冷凝蒸發(fā)壓差，使供油溫度降低并穩(wěn)定，此時(shí)也就保證了主電機(jī)的冷卻。然后再手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉至實(shí)際負(fù)荷開度。

在供油溫度高時(shí)也可調(diào)節(jié)油溫閥，用就地專用扳手逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)F01或F02（1/4圈），油溫將下降，密切關(guān)注油溫變化趨勢(shì)，將油溫控制在42℃左右。

冬季巡檢要經(jīng)常關(guān)注機(jī)組負(fù)荷和實(shí)際負(fù)荷是否匹配（通過冷凍水溫度判斷），不匹配則手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉至合適開度。

3.2.2冬季水溫低運(yùn)行控制問題

在冬季只有反應(yīng)堆廠房需要冷凍水，且設(shè)冷水的水溫和冷凍水的水溫幾乎差不多，機(jī)組導(dǎo)葉開度關(guān)到10%有時(shí)還不行，冷凍水過冷而跳機(jī)，對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行非常不利。可采取的方法有：

1、將DEG冷凍機(jī)組放手動(dòng)，這樣可以將其冷凍水出口溫度低跳機(jī)值由6℃降低到5℃；

2、再啟動(dòng)一臺(tái)冷凍水泵，用于提高冷凍水溫。

3、關(guān)小運(yùn)行冷凍機(jī)組的RRI側(cè)閥門，對(duì)其節(jié)流。

3.3 DEG系統(tǒng)冷凍機(jī)組的導(dǎo)葉開度控制方式問題

因?yàn)镈EG的設(shè)計(jì)制造問題使得如果將DEG導(dǎo)葉開度自動(dòng)控制，則會(huì)因?yàn)閷?dǎo)葉頻繁動(dòng)作使得連桿斷裂，故很長(zhǎng)時(shí)間以來DEG導(dǎo)葉一直手動(dòng)控制。在當(dāng)前1DEG201GF/301GF并列運(yùn)行的情況下，為維持供水溫度1DEG201GF的導(dǎo)葉開度較大，其出口的冷凍水供水溫度也較1DEG301GF低2到3℃。因DVN是DEG的最大用戶，在兩臺(tái)DEG冷凍機(jī)組導(dǎo)葉均保持原開度的情況下，停運(yùn)DVN風(fēng)機(jī)可能會(huì)使DEG的冷凍水供水溫度下降5到12℃，從而因?qū)~手動(dòng)狀態(tài)下未能及時(shí)關(guān)小而可能使冷凍水供水溫度較低的1DEG201GF因供水溫度低待機(jī)并直至跳機(jī)，所以在停運(yùn)DVN風(fēng)機(jī)前要注意及時(shí)關(guān)小DEG導(dǎo)葉。另外需要注意的是在當(dāng)前1#、2#機(jī)組DEG機(jī)組同時(shí)運(yùn)行的情況下，在停運(yùn)DVN風(fēng)機(jī)時(shí)要及時(shí)通知2#機(jī)組操縱員，防止2DEG因供水溫度太低而跳機(jī)。

4 結(jié)束語

通過對(duì)DEG冷凍機(jī)組的一點(diǎn)分析，希望在實(shí)際工作中對(duì)大家有一定的幫助，能夠清楚地掌握機(jī)組的運(yùn)行情況，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并排除機(jī)組故障，對(duì)系統(tǒng)安全正常運(yùn)行有著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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[3] 核電廠專項(xiàng)培訓(xùn)教材 核電秦山聯(lián)營(yíng)有限公司 2008年11月