M310機組輔助給水系統汽動泵疏水分析及改進

翟瑞昆，駱 毅（福建福清核電有限公司，福建 福清 350310）

M310機組輔助給水系統汽動泵疏水分析及改進

翟瑞昆，駱 毅
（福建福清核電有限公司，福建 福清 350310）

文章介紹了M310核電機組輔助給水系統（ASG）的主要功能和組成。ASG系統汽動泵疏水的來源及疏水方式。指出當前狀態下汽動泵各個疏水方式存在的主要問題，并針對存在的問題提出相應的改進建議。

M310；輔助給水；汽動泵；疏水

1　M310機組輔助給水系統

1.1系統簡介

M310機組核電廠輔助給水系統（ASG）屬于專設安全設施。機組運行過程中，在任一正常給水系統（ARE、APA、APD）發生事故時，ASG系統投入運行，導出堆芯余熱，直到反應堆冷卻劑系統達到余熱排出系統（RRA）可投入的狀態。反應堆冷卻劑系統的熱量通過由輔助給水系統供水的蒸汽發生器產生蒸汽，蒸汽通過汽機旁路系統（GCT）排向凝汽器或排向大氣。

1.2系統組成

該系統作為失去主給水供應時向蒸汽發生器二回路側供應給水的后備系統，主要由輔助給水箱，輔助給水泵以及相應的管道和閥門組成。為滿足單一故障準則，輔助給水泵分為2×50%容量的電動泵和2×50%容量的汽動泵，汽動泵由小汽輪機驅動。

2　輔助給水汽動泵疏水的來源

2.1泵在備用狀態下的暖泵疏水

由于ASG系統屬于專設安全設施，機組正常運行時必須保證泵可用，故需要對泵體及相應管道進行預熱以保證泵應急啟動時不受到熱沖擊導致泵體損壞；同時泵在備用狀態時也需要進行相應的潤滑，因此在備用狀態時，汽動泵會產生疏水。兩臺汽動泵備用狀態時產生的疏水量約為25m3/D。

2.2汽動泵啟動時的疏水

汽動泵啟動后由于需要蒸汽來驅動小汽機運行，在蒸汽進入小汽機前由汽水分離器分離出來的疏水以及蒸汽進入汽輪機做功后的乏汽疏水，由于泵運行時相較備用狀態時需要消耗一定數量的蒸汽，故該部分蒸汽產生的疏水相比正常備用時的疏水量要大。

3　輔助給水汽動泵疏水的流向

（1） 疏往凝汽器。通過疏水泵ASG007PO疏往凝汽器。由于ASG系統管道預熱和泵潤滑水來自VVP主蒸汽和ASG水箱，水質較好，理論上該部分疏水滿足二回路水質要求，將水疏往CEX可將該部分水回收利用，提高經濟性；同時，由于該部分水為熱水，特別是泵啟動之后，水溫較備用時高且輸水量大，疏水回收亦可以回收該部分熱量，提高循環熱效率。

（2）疏往RPE。當凝汽器不可用或疏往凝汽器的相關管道閥門不可用時，疏水可通過通往核島疏水排氣系統RPE的管線疏往RPE。另外，當二回路存在放射性時，也可通過疏往RPE避免放射性水污染SEO。

（3）疏往SEO。可通過取樣閥ASG854VD所在管線連接軟管，疏往附近的SEO地坑。

4　各種疏水方式存在的問題

4.1疏往凝汽器

由于汽動泵排氣口消音器直接對空與空氣接觸，導致汽動泵疏水鈉含量偏高，不符合二回路的水質要求，若導向CEX，將使二回路的鈉含量上升，超過期望值。

同時，由于ASG007PO至凝汽器管道較長，且在進入凝汽器前端沒有設置疏水閥，無法在汽動泵疏水投運前對這段管道進行沖洗，疏水經過未沖洗的管道進入凝汽器導致二回路水質顯著惡化。

4.2疏往RPE

疏往RPE有三點不足，其一：由于汽動泵疏水溫度較高，特別是汽動泵運行時，溫度接近100℃，RPE疏水泵長期在高溫水中運行會導致泵氣蝕和管道侵蝕；其二：疏水疏往RPE加重了三廢系統的處理壓力；其三：疏水溫度高，可能出現蒸汽飄在廠房中使火警探頭動作，導致相關DVG風閥被隔離，從而使RAM電機房間溫度升高，嚴重威脅RAM電機運行。

4.3疏往SEO

由于上述兩種疏水方式的劣勢，目前福清核電1、2號機組采用該方式進行疏水，但該種疏水方式無法對疏水進行監測，若出現SGTR（蒸汽發生器傳熱管破裂事故），二回路的放射性水將通過疏水外泄。同時，由于該管線為取樣管線，而非正式疏水管線，管徑僅26.7mm，與疏往CEX的管徑（60.3mm）和疏往RPE的管徑（73.0mm）相差較大，泵在備用狀態時疏水可以滿足，但當汽動泵啟動后，特別是事故狀態下兩臺汽動泵均啟動時，該管道將無法滿足設計的疏水量要求，疏水不及時可能導致汽動泵不可用。

5　針對當前系統狀態提出的改進建議

由上文可以看出，各種疏水方式均有其不足之處，針對以上不足，個人對汽動泵疏水的改進建議如下：

（1）在疏水管道靠近凝汽器側設置一段分支管道，并在管道上設置一閥門。該段管道將水排至SEK，管徑與該段管道管徑相同即可，這樣設置可達到兩個目的：

其一：在系統投運初期，可利用這段管道對ASG007PO至凝汽器的這段管道進行沖洗，避免管道中的雜質影響二回路水質。

其二：在凝汽器不可用時可利用這段管道將汽動泵疏水疏至SEK，這樣避免了疏向SEO導致放射性外泄的缺點，同時SEK地坑由SEP冷卻水中和，可避免疏水導致SEK坑水溫過高。

（2）設置一段疏水管線將消音器的疏水直接疏向室外，不進行回收，避免消音器內的水鈉含量過高對二回路水質產生影響。

（3）在疏水進入RPE地坑之前設置冷卻箱，通過SEP或SED等冷水進行中和冷卻，防止熱水對泵造成氣蝕。

（4）在通往RPE的管道上設置一KRT表進行放射性監測，并在管道上設置一自動三通閥，該三通閥在疏水放射性正常時疏往SEO，一旦監測到放射性異常，三通閥自動動作，將疏水導向RPE。

6　總結

ASG系統是M310核電機組重要專設安全設施，ASG汽動泵疏水問題可直接影響泵的可用性，進而直接影響事故工況下一回路的熱量導出。針對當前該問題的四條改進措施，第二條措施可改善疏水鈉含量偏高的問題，在第二條改進措施實施的前提下，實施其他三種技改，可解決或緩解當前該系統存在的問題，綜合考慮個人認為第一條優勢更明顯，是否可行仍有待實際運行檢驗。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.210

翟瑞昆（1988-），男，天津薊縣人，本科，助理工程師，主要從事：核電廠運行。