核電站冷水機組常見故障分析診斷與維修

王定

摘 要：介紹了核電站冷水機組的工作原理，并根據(jù)其工作特點列舉了幾種冷水機組經(jīng)常出現(xiàn)的故障，綜合分析了核電站冷水機組故障產(chǎn)生的原因，并且針對具體事故采取相應(yīng)的處理措施，排除故障。分析了當(dāng)前核電站冷水機組存在的不足，并提出了具體改進(jìn)措施，以期提高冷水機組使用性能。

關(guān)鍵詞：核電站 冷水機組 故障診斷與維修

中圖分類號：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0000-0089-01

目前，我國有很多發(fā)電廠是采用核電發(fā)電，利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生熱量進(jìn)行發(fā)電，替代傳統(tǒng)的火力發(fā)電形式。核電站利用核反應(yīng)發(fā)電具有占地面積小、污染少、發(fā)電量大等優(yōu)點。核反應(yīng)堆是核電站的主體，除了核反應(yīng)堆，核電站還有很多輔助設(shè)備與其配合使用，才能保證核電站安全、可靠、高效的運行。核電站的重要設(shè)備主要有安全殼、汽輪發(fā)電機、泵、冷卻系統(tǒng)等。核反應(yīng)堆在進(jìn)行核反應(yīng)是會產(chǎn)生大量熱量，處理不當(dāng)很可能會燒毀設(shè)備甚至發(fā)生爆炸，因此在核電站中冷卻系統(tǒng)至關(guān)重要，核電站冷水機組為核電站提供冷源，因此，核電站冷水機組工作性能的好壞直接影響整個核電站的運行情況。冷水機組必須工作正常，才能保證核電站安全、高效的生產(chǎn)。所以，要實時監(jiān)控冷水機組是否出現(xiàn)故障，以便及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行維修處理，確保核電站日常運行不受影響。

1 核電站冷水機組工作原理

冷凍水系統(tǒng)是將冷凍水置于一個封閉回路中，將各個通風(fēng)系統(tǒng)冷卻管盤回收的熱能通過冷水機組傳遞給冷卻水系統(tǒng)。冷凍水系統(tǒng)為控制室的空調(diào)系統(tǒng)、廠房主通風(fēng)系統(tǒng)和電纜通風(fēng)系統(tǒng)的冷卻盤管提供9℃的冷凍水。冷凍水系統(tǒng)制冷過程主要包括4步：第一步，壓縮機將低壓、低溫的冷媒氣體壓縮為低溫、低壓氣體；第二步，經(jīng)過冷凝器中，低溫、低壓氣體轉(zhuǎn)化為高溫高壓的液體；第三步，在電磁膨脹閥中將高溫高壓的液體變成低溫低壓的液體；第四步，在蒸發(fā)器中，低溫低壓液體吸收熱量變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，從而完成制冷過程。該制冷過程，依次循環(huán)，冷媒氣體從壓縮機開始，依次流經(jīng)冷凝器、電磁膨脹閥、蒸發(fā)器，最后又回到壓縮機，周而復(fù)始，進(jìn)行制冷。

2 核電站冷水機組常見故障分析與維修

下面針對具體實例，說明核電站冷水機組經(jīng)常發(fā)生的故障，并對事故進(jìn)行綜合分析，介紹具體解決方案。

常見故障：冷水機組進(jìn)口水室發(fā)生異物堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致該處導(dǎo)熱管結(jié)冰，造成導(dǎo)熱管脹裂，水分進(jìn)入壓縮機中產(chǎn)生濕壓縮，損壞壓縮機葉輪。還有幾起事故是由于制冷機組中注入過量的制冷劑，造成壓縮機軸承損壞，導(dǎo)致壓縮機葉輪破壞。經(jīng)過綜合分析事故產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)在壓縮機的供油系統(tǒng)和軸承的潤滑系統(tǒng)中，都有一些異物存在；當(dāng)系統(tǒng)壓力較低時，制冷機組的保護(hù)開關(guān)沒有起到必要的保護(hù)作用，會使異物進(jìn)入管口處導(dǎo)致堆積阻塞。并且制冷機組長時間得不到清洗，會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，腐蝕嚴(yán)重會造成管路穿孔等現(xiàn)象。

故障處理：通過分析故障產(chǎn)生的原因，制定了具體維修方案，具體如下，在壓縮機軸承噴涂穩(wěn)定性強的耐磨材料，保證軸承面貼合緊密，避免軸承旋轉(zhuǎn)不同心，造成軸承疲勞破壞；在關(guān)鍵管路接口安裝過濾器，防止異物進(jìn)入管路造成阻塞；及時對冷水機組進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常，及時處理，防止更大事故發(fā)生；定期對冷凝器等冷水機組的關(guān)鍵設(shè)備及管理進(jìn)行清潔，防止腐蝕，如發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重的管路，及時進(jìn)行更換，防止壓縮機等重要設(shè)備受其影響造成更嚴(yán)重事故；檢測冷凍水系統(tǒng)中的各個開關(guān)是否正常工作，發(fā)現(xiàn)失效開關(guān)及時維修或更換；定期更換制冷劑，避免老化制冷劑影響冷水機組的制冷性能。

在對制冷機組進(jìn)行故障排查后，要重新設(shè)置制冷機組的各項性能參數(shù)，主要包括以下三方面的內(nèi)容：首先是調(diào)整冷水機組熱力膨脹閥。把壓力表裝載蒸發(fā)器和浮球閥之間的管線上，觀察壓力差的變化，并根據(jù)液位高度調(diào)整膨脹閥；其次，調(diào)整壓縮機的汽封壓力。通過調(diào)節(jié)壓縮機的內(nèi)六角閥調(diào)節(jié)其汽封壓力使其高于蒸發(fā)壓力0.40～0.15MPa；最后調(diào)節(jié)冷水機組葉輪的平衡壓力。調(diào)節(jié)壓縮機的液體閥門可以調(diào)節(jié)葉輪壓力，調(diào)節(jié)葉輪的平衡壓力比蒸發(fā)壓力高0.15～0.45MPa。

3 核電站冷水機組存在的問題與改進(jìn)措施

通過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，目前核電站使用的冷水機組存在一些問題，針對該問題提出了具體改進(jìn)措施。（1）冷水水的流量不能根據(jù)冷凝壓力的改變進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。因為制冷機組中沒有對應(yīng)楞缺水流量的壓力閥，所以冷卻水流量必須人工手動調(diào)整，調(diào)整不方便，并且調(diào)整的準(zhǔn)確度低。針對這種情況，可以在冷凍水系統(tǒng)中加入水流量自動控制系統(tǒng)，保證冷水流量可以隨冷凝壓力的變化而同步變化，保證冷水機組高效運行。（2）制冷系統(tǒng)環(huán)保程度低。目前制冷系統(tǒng)采用的制冷劑多以氟利昂為主，而，氟利昂對大氣層的臭氧有極大的破壞作用，因此可以采取更環(huán)保的制冷劑來保證制冷系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保，并且可以采取更換增速齒輪，調(diào)換密封材料等措施減少冷水機組對環(huán)境造成的破壞。

4 結(jié)語

該文主要介紹了核電站冷水機組經(jīng)常出現(xiàn)的故障，并針對具體故障提出了解決方案。通過實際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)必須加強核電站的安全檢測技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，排除故障，才能保證核電站安全、可靠、高效的運行。

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