秦山第二核電廠汽機沖轉過程中CRF002PO跳閘故障事故預想

莫仁盈

摘 要：核電廠汽輪發電機組在沖轉過程中，需要使用主蒸汽，多余的蒸汽通過GCTc（凝汽器排放系統）排放至凝汽器中，凝汽器的冷卻是靠CRF（循環水系統）來進行的，由于設計上的特點，兩側凝汽器分別由兩列CRF系統進行冷卻，汽機沖轉過程中，依靠的是CRF002PO對應的一側凝汽器，若該泵跳閘，將導致多余的蒸汽無法得到冷卻，嚴重影響了汽輪機的運行，因此該文對該故障進行了事故預想，通過詳盡的分析得出處理預案，以備在故障的情況下能快速響應。

關鍵詞：沖轉 跳閘 鈦管

中圖分類號：TM311 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0067-02

汽機沖轉過程中機組狀態如下：核功率處于12%～14%，停堆棒組處于堆頂，D棒（控制棒）處于手動，堆操通過控制棒調節一回路功率穩定在12%～14%，兩臺CRF泵（循環水泵）在運行，GCTc（凝汽器排放系統）處于壓力模式，帶出一回路熱量，第一組閥門中有前兩個GCT121VV全開，117VV有部分開度，一回路穩壓器壓力和液位均處于自動控制，SG（蒸汽發生器）水位由ARE（主給水）控制。在機組并網前的各項檢查工作完成之后，我們就可以按照規程進行汽輪機沖轉操作，汽機沖轉，600 rpm時進行主控手動打閘和現場打閘，機械進行聽音檢查，然后沖轉至1 100 rpm進行暖機1 h，然后進行試驗，試驗合格之后直接沖至3 000 rpm。

如果在汽輪機沖轉過程中CRF002PO故障跳閘，主控會觸發CRF泵跳閘和CRF凝汽器循環水入口壓力低報警，此時由于GCTc第一組和第二組閥門的冷卻水均來自CRF002PO，而且此時GCTc第一組閥門有開度，CRF002PO的跳閘就意味著GCTc的旁排直接進入凝汽器，直接沖刷鈦管，此時凝汽器的真空只能通過A列CRF泵來維持，真空惡化，鈦管受到極大的沖刷，可能會造成鈦管的損害，鈦管損害會影響凝汽器水質，所以，CRF002PO跳閘之后，我們一方面需執行ICRF001，確認開啟虹吸破壞閥，對應的CVI（凝汽器抽真空系統）抽氣閥門關閉，SEN002VC（海水提升系統）關閉，關注SEN泵電流及母管壓力，有波動的情況下需排氣，關注SRI（閉式冷卻水系統）水溫，如果受到影響需換水。另一方面，由于鈦管受到了高溫蒸汽的直接沖刷，可能造成破損，二回路操作員需密切關注二回路水質，一旦出現惡化，立刻投運ATE（凝結水精處理系統）系統，保持全流量運行，由于鈦管可能泄漏，需做好隔離凝汽器的準備。

沖轉過程中CRF002PO跳閘，由于汽輪機排氣壓力會因CRF泵的跳閘而升高，對應于凝汽器的飽和溫度，汽輪機末級壓力和溫度的升高可能影響汽輪機的對中、振動、脹差和缸脹等汽輪機參數，尤其當機組轉速在共振區時，機組振動可能會非常大，汽輪機葉片也有損害的風險。一旦發現異常，超過限值，需打閘停機，情況嚴重時還可能需要破壞真空。機組跳閘之后需密切關注汽輪機相關參數。由于CRF002PO的跳閘可能會對汽輪機造成影響，所以故障處理完畢之后，重新開始沖轉，聽音檢查需要更加仔細，一旦發現異常，需開缸進一步檢查，包括低壓缸爆破膜。由于CRF002PO跳泵會對汽輪機末級葉片造成影響，機組可以考慮通過開啟CAR減溫水閥門和凝汽器水幕保護閥來減輕排氣溫度對汽輪機的損害。

在該事故工況下，處理方案可以有：（1）打閘停機，由于GCTc的閥門還處于開啟狀態，可以通過將GCTc切至GCTa（大氣排放系統）控制，同時關閉主蒸汽隔離閥，將APA泵（主給水泵）調至手動狀態維持汽水母管壓差，控制蒸汽發生器水位，之后隔離對應的GCTc手動隔離閥。以上作法一方面切換時間較短，主控實行起來動作快，另一方面二回路的蒸汽負荷依然可以由主蒸汽供應，如，ADG（除氧器）和CET（軸封供應系統）等，可是由于是ARE在供水，GCTa在排放，一方面GCTa的排放能力有限，另一方面由于GCTa一般與ASG供水配套使用，如果由ARE供水，則凝汽器需連續補水，SER水箱液位下降變快，SDA制水速度可能無法滿足要求，所以該方案適合于快速處理故障的情況。（2）打閘停機，一回路插棒將核功率維持在2%以下，將GCTc切至GCTa，ARE切至ASG供水，之后關閉主蒸汽隔離閥，將CET軸封和ADG加熱切至SVA，使機組處于熱停堆狀態。保守地考慮還是第二種方案較好，機組狀態更好控制，更安全。不管選擇哪個方案，在穩定機組狀態的同時，需嚴格按照規程執行ICRF001中CRF002PO跳閘部分，同時通知相關維修部門對汽輪機進行檢查，通知常規島化學人員密切關注二回路水質，準備好投運ATE系統和隔離凝汽器。

退防過程中，由于汽輪機跳閘，一回路插棒將功率降至2%以下，一二回路的參數變化較快，二回路操作員需關注SG水位，避免不必要的停堆，如需關閉主蒸汽隔離閥，注意將APA泵置于手動控制狀態，同時考慮在關閉主蒸汽隔離閥瞬間壓縮效應對SG水位的影響，一回路插棒冷卻，向二回路傳遞的熱量變少，雖然SG水位處于自動控制狀態，可是依然需要操作員密切關注SG水位變化。

通過在模擬機上模擬該故障，可以發現沖轉過程中CRF002PO跳閘，對CVI真空和排氣溫度的影響不大，排氣溫度升高速率不快，通過啟動CVI備用泵可以維持真空度，真空達不到跳機定值，當然也不排除是因為模擬機的模擬能力有限。對于實際機組，我們有幾個問題需要考慮：（1）沖轉至高轉速后，CRF002PO跳閘，真空是否能維持得住，會不會直接由于真空高跳機。（2）CRF002PO跳閘，汽輪機排氣溫度的升高對汽輪機葉片、中心、軸承、軸瓦和氣缸的影響有多大。（3）凝汽器鈦管在高溫的GCTc排氣的直接沖刷下，鈦管的損害程度有多大。以上問題需進一步考慮和研究。

參考文獻

[1] 循環水系統系統手冊[Z].浙江：核電秦山聯營有限公司，2005.

[2] 汽輪機旁路系統系統手冊[Z].浙江：核電秦山聯營有限公司，2005.

[3] 蒸汽大氣排放系統系統手冊[Z].浙江：核電秦山聯營有限公司，2005.

[4] 循環水系統運行異常運行規程[Z].浙江：中核核電運行管理有限公司，2013.