核島冷凍水系統調試案例分析

康樂嘉　張浩

【摘 要】本文以某核電站為例，分析了其冷凍水系統的調試過程。重點分析了其在冷凍調試過程中存在的臨時過濾器堵塞、2DEG201GF冷媒泄露等問題，尤其是在冬季坑卻中，要采取必要的措施確保其運行穩定和安全。

【關鍵詞】冷凍機組；導葉；調試；冷卻水溫

筆者所在的核電站冷卻系統是由安全殼連續通風系統（EVR）、反應堆的通風系統（EVC）、DVN、DVK、DVG五個部分組成，通過這一系統來實現機組的冷卻過程，對核反應堆以及所有的物品實施保護。核島冷卻水系統并非安全相關系統。但對于整個機組的穩定和安全運行具有積極意義。

1 調試過程及主要原理

DEG系統（核島冷凍水系統）為EVR、EVC、DVN、DVK、DVG共5個通風系統提供冷源，此外，當RRI水溫過高時，為REN在線分析儀二次側所用設備冷卻水降溫。所回收的熱量通過冷水機組冷凝器傳遞給RRI，最后通過換熱器由海水帶走。機組共三套容量為50%的冷水機組（兩用一備）。調試分《核島冷凍水系統邏輯控制通道試驗》《冷凍水流量分配實驗》《冷凍機組啟動試驗》《冷凍水系統性能試驗》幾個試驗階段。

核島冷凍水系統DEG是一個閉合式的冷凍水系統回路，通過DEG將核島通風系統冷卻盤管所回收的熱量傳輸給冷凍系統。通過系統蒸發器為其提供冷凍水完成冷卻的過程，回收冷凍水回水中的熱量將熱量經過冷水機組的冷凝系統傳送給冷卻RRI系統，完成冷卻過程。改核電站DEG系統共由六臺冷卻機組組成，其中每機組三臺離心式冷卻系統和封閉式電機。該機組以R134a為介質，按照蒸發、壓縮、冷卻和節流的程序實現循環。具體來說，就是汽機蒸發器殼的業態冷媒在恒壓的環境下蒸發，吸收了回水中的熱量，使其溫度降低。氣態冷媒通過壓縮機將其壓縮成高溫、高壓的氣體，最終進入冷凝器被RRI水冷卻，在這一過程中，需要注意現場設計和布置問題。

2 試驗主要問題及處理

2.1 臨時過濾器堵塞導致兩臺水泵無法同時運行

2.1.1 現象描述

冷凍機組因配合電氣試驗停運一段時間之后，重新啟動機組過程中，出現兩臺水泵無法同時運行的現象：啟動2DEG001PO運行，打開其出口閥2DEG103VD，水泵運行正常（入口壓力0.042MPa，出口壓力0.528MPa，電機電流101.8A）；啟動2DEG002PO，緩慢打開2DEG203VD，并調節2DEG050VD開度。在打開過程中發現，當2DEG203VD開度到50%時，2LLI 271JA（2DEG001PO電源）電流迅速降至50A以下（額定電流135.3A），002PO水泵出口壓力增加至0.6MPa（期望值0.525-0.537），入口壓力將至0.030MPa（期望值0.035-0.047MPa），同時，2DEG001BA上方有冷凍水溢出。根據現場實際情況，初步判斷為臨時過濾器堵塞。排出2DEG冷凍水，拆除臨時過濾器，更換為正式管，重新沖水，啟動兩臺水泵，各運行參數合格。

2.1.2 原因分析

臨時過濾器堵塞，導致水泵出口壓力增加，入口壓力減小。

2.1.3 處理措施

委托安裝單位拆除過濾器，更換為正式管段，重新沖水排氣，啟動兩臺水泵，各運行參數合格。

2.2 DEG201GF冷媒泄露

2.2.1 現象描述

2015年9月，在對冷水機組進行巡檢時，發現2DEG201GF流量調節蝶閥251VQ處有液體流出，閥門外部已經結霜，在閥門正下方液體流到的地方也有一層霜。由此判斷，是制冷劑R134a在該閥處泄露，于是，立即停運冷凍機組之后快速撤離房間，并通知主控室值班人員。

2.2.2 原因分析

流量調節蝶閥2DEG251VQ發生泄露。

2.2.3 處理措施

在廠家人員配合下，將201GF制冷劑導出到301GF中暫存，將發生泄漏的閥門交回廠家進行質量驗證。更換由廠家提供的各參數滿足要求（公稱壓力1.6MPa，使用溫度≤120°C）并且產品質量合格的閥門（有出廠合格證），對機組重新進行保壓，保壓合格后導入冷媒，啟機確定閥門處沒有泄露，其他各項指標合格。用同樣的方法將101GF的151VQ，301GF的351VQ更換為質量合格的閥門。

2.3 冬季機組運行問題及解決

冬季核電站機組的主要問題就是其啟動問題，進入冬季，機組負荷減少，啟動時很容易導致供油高溫跳機，或者冷卻溫度高低不均。要處理此類問題，首先就是要防止油溫過高，要確保機組冷凝器的蒸發壓力處于一定的范圍之內。確保回水溫度的穩定性。通過降低或者提高冷凝壓力，課減少冷卻的水量，或間接高冷卻水溫度，機組啟動后，通過手動提哦啊接的方式來提高冷卻水的溫度，實現蒸發溫度的快速降低并且增大冷尼奇的蒸發壓差，確保有溫度的降低并且提高其穩定性。最后，同樣以手動的昂視將導葉調至實際的負荷開度。運行過程中，要善于觀察期參數變化，對于油溫過高的要及時調整期油溫，通常核電站機組運行冷卻油溫要控制在42℃，。

另外，在冬季機組冷卻過程中，要時常關注其負荷是否在運行允許范圍內，工作人員要適當的對其進行巡查，對于不合理的地方要進行合理的管理。對于水溫低的系統要進行必要的控制，與下級布局圖匹配。冬季冷卻多數只集中在反應堆廠房，冷水的水溫即可。因此在這一時期課采取以下方法。如將DEG冷凍機組換成手動操作，將冷凍補水出口的低跳機值將到更合理的范圍。同事啟動一臺冷卻水泵來提高冷凍水溫。節流始終是冬季冷卻需要關注的問題。

2.4 DEG系統冷卻機組的導葉開度控制策略

該問題源自于DEG自身的設計，目前DEG還未實現自動控制，因為自動控制頻繁回造成連桿的斷裂。并列運行的前提下，水位維持在1DEG201GF的導葉開度過大，出口冷卻問題一般會低于1DEG201GF的溫度。這樣容易存在一個問題就是一檔的手動運行，則很難及時在供水溫度較低時將其關閉，長時間持續的處于低溫狀態會使機組出現跳機。也就是說，在停運DVN的過程中用技術的調小DEG導葉，1#機組和2#機組要同步。當兩個機組同時運行時要及時聯系，確保其同步性，防止出現跳機。

3 總結及改進意見

DEG系統是整個RX、KX、NX廠房空調系統的心臟，DEG系統與各通風系統的完整配合，對整個廠房有著重要的作用，是確保廠房安全的關鍵。1）決定了工作人員的舒適度、工作效率，對廠房內各項工作的開展有著深遠影響；2）限制空氣中水蒸氣的含量，避免水蒸氣在廠房內部結露；3）保證各設備能夠在安全的環境下運行，并最大限度的降低環境溫度對設備運行的影響（如敏感元件、電氣設備、支撐反應堆壓力容器容量的混凝土）。同時，DEG系統采用的離心機組制冷量大，轉速高，保護信號多，所以發生事故的概率也隨之增高。調試整個DEG系統，要求系統負責人膽大心細，責任心強，調試水平高，能夠規范操作；對于設備本體，電儀相關知識都有很深的了解，能夠準確對設備進行調試，提高設備的安全性。

[責任編輯：王偉平]