PGB水溫高的運行分析及應對措施

趙中原

【摘 要】每年夏天，PGB溫度過高一直是機組正常運行的的一大隱患。今年PGB溫度更是到達了最高的35.1℃的水平，這給運行人員對PGB水溫的控制和日常操作帶來了很高的挑戰。本文旨在在高溫工況下盡量控制PGB的溫度在正常范圍，減小因PGB溫度高對MKG（冷氫溫度），MVA（潤滑油溫）；MKF（發電機定子冷卻水溫度）等系統的影響。以田灣核電站1號機組現場的實際角度出發，分析PGB溫度高的三大原因，以及相應措施，重要用戶的調控，為核電站二回路PGB溫度控制提供借鑒。

【關鍵詞】海水高溫 冷卻效率 冷卻流量

1 PGB溫度高的最主要原因分析及相應措施

（1）PGB換熱器換熱效率下降。（2）PCC冷卻流量不足。（3）海水溫度過高（不可控）。

1.1 PGB換熱器換熱效率下降的應對措施

（1）常規島操縱員在發現PGB 換熱器出現換熱效果變差時，應根據操作單立即進行PGB 換熱器切換工作。（2）在切換過程中密切監視潤滑油MVJ30CT901 溫度變化，必要時投入備用油冷器。（3）在切換完畢后，應立即隔離，通知維修人員進行換熱器清污。

1.2 PCC冷卻流量不足的應對措施

（1）通過增加PGB 換熱器PCB 側海水流量和減少PGB 換熱器旁路流量來降低PGB 水溫；具體實際分析：7.22海水溫度上漲到27.6℃，原來是2PGB12/13AC001投入運行，現在將2PGB11/12AC001兩個換熱器各投半列，2PGB13AC001全部投入，這樣增大了換熱面積使得2PGB溫度下降明顯，各用戶溫度也有顯著下降。

（2）投入PCC 備用泵，及PGB 備用換熱器，投入過程中要防止PGB 泵集管壓力（要求低于0.6MPa）和PCC 泵出口壓力超限；7.28海水溫度繼續上漲，PGB溫度上漲到32.92℃，啟動第三臺泵2PCC21AP001，之后PGB溫度由32.92℃下降到32.51℃，2MVJ30CT901由44.57℃下降到44.3℃，2MKF30CT001由38.89℃下降到38.56℃。泵壓頭由232 kPa上漲到248kPa。

（3）機操注意加強PGB 重要用戶工作情況，達到限值時按照運行規程及時處理。

1.3 針對上述兩條原因，提出相應解決措施

（1）運行經驗表明，在夏季高溫工況來臨前，安排一臺PGB（還有QKM）MVJ系統換熱器雙側清理是很有必要的。再結合大修期間安排一臺清理，這樣安穩度夏就有保障了。（2）編制夏季高溫預案，充分考慮當PGB系統溫度超過設計溫度33℃時的應對措施。對冷卻水溫度高導致機組減負荷運行的經驗進行總結，編制減載預案。（3）換熱器（或者轉動設備）運行期間，應該加強對設備運行性能的管理和監督，及時給出設備檢修或者切換的建議。

2 降低PGB溫度的預想

每次運行人員對于調節水溫都是“戰戰兢兢，如履薄冰”，使出渾身解數，機組自商運以來，還沒有發生過因PGB溫度高導致降功率甚至停機的情況發生。不得不佩服主控室操縱員細致的分析和精湛的技能。但總有種帶著鐐銬跳舞的味道。有沒有什么辦法可以從根本上解決問題呢？最后談一下對在應急備用工況下，降低PGB溫度的一些小想法。

2.1 方案一：在MKG21-24AC001換熱器入口總管上加裝空冷式冷凍機

眾所周知，PGB溫度高的最重要也是最根本的原因是：進入PCC系統的海水溫度。而恰恰海水溫度由于天氣，地形等原因，非人力可以掌控。以下是自己對于進入PGB系統的溫度控制的一些非常不成熟的想法。

2.1.1 整體思路

MKG21-24AC001為PGB最大的用戶，正常額定流量180Kg/s，在MKG21-24AC001換熱器入口總管上加裝空冷式冷凍機，將氫冷器的一部分熱量由空冷式冷凍機帶走，徹底解決氫冷器溫度超標的問題，同時降低氫冷器PGB側的回水溫度，繼而改善整個PGB的運行工況。

2.1.2 可行性分析

在PGB16上增加空冷冷凍機，增加調節閥AB用于調節進入冷凍機的流量。

2.1.3 壓縮機的功率選型

PGB21-24AC001入口總流量PGB16CF001A/B/C正常為180Kg/s，經查表可知水在40度的比焓約為170KJ/kg。選擇出入口溫差為1度。則每秒鐘的制冷量為 W=Q/T=180*170*1/1=30600KW，選擇壓縮比為3的氟利昂空冷機的功率為W=30600KW /3=10200KW≈10MW

2.1.4 面臨的問題

（1）空冷器功率太過于龐大，無論從經濟性還是機組安全性上無法接受。（2）每秒將進入MKG的溫度減低一度，對于MKG的溫度調節甚至整個PGB的溫度帶來嚴重影響，如果溫差選擇太低，又不能起到調節MKG溫度的作用。結論：現階段此方案可行性較差。

2.2 方案二：整體更換PCC11，21，31泵和電機

2.2.1 整體思路

提高單機的功率，目的是提高PGB的冷卻水PCC的流量和壓力，從而達到降低PGB溫度的效果。

2.2.2 可行性分析

目前PCC11，21，31AP001在高溫工況下已經沒有運行裕量，三臺泵運行的情況時有發生，一旦泵體發生故障導致跳停，對PGB溫度的影響非常大。

目前PCC11，21，31AP001單泵的流量為2500м3/h，壓頭為不小于20.5m水柱，勉強能夠維持PGB流量不超限，就以此為基準，定性的分析計算：

假設需要更換的單泵壓頭不變，流量需要變為2500*3/2=3500м3/h。

軸流泵的一個很重要的特點就是流量范圍非常大，經查詢為10的平方到10四次方當量級，相信選擇一種合適的軸流泵絕非難事，在此不再贅述。

2.2.3 面臨的問題

（1）泵的布置問題。增大流量意味著增大了泵的體積，PCC原位置空間較為擁擠，是否能夠做到合理布局。（2）電功率問題。增大流量及增大了電功率，所在母線的承受能力是否能夠達到預期仍需實際考證。（3）泵出口管道的承壓能力。如果極端情況下三臺泵同時啟動（PGB溫度持續上升，且無其他措施）或者在兩臺泵正常運行時進行其中一臺泵的定期切換。泵出口總管是否能夠承壓，有待考證。結論：此方案的可行性有待實際驗證。

2.3 降低PGB溫度的預想總結

通過本章節中，作者的三個假設看出：方案一可行性低，方案二在理論上是可行的，但在實際中，需要很多的實際運行數據進行分析。所以，我的建議是：與某電力設計院合作，展開該項目的專項課題，建立數學模型，從選型，現場布置，實際操作等方面加以論述和驗證方案二，一定能夠事半功倍。