某核電機組沖轉階段高壓加熱器隔離分析與對策

韓滔潮

摘 要：簡要分析了核電機組調試運轉階段出現的高壓加熱器隔離問題，提出了疏水量變化的關注因素，對比實際疏水與設計疏水的差異，以此判定隔離的根本原因，以期為工程實際建設提供一定的參考。

關鍵詞：核電廠；沖轉；高壓加熱器隔離；核電機組

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.030

高壓加熱器是電廠運行的關鍵設備，當高壓加熱器被隔離時，會導致給水溫度降低，進而影響核島的利用效率。高壓加熱器隔離是核電廠調試運行必須解決的問題之一。

1 問題起因

根據暖機暖管的需要，某核電機組在汽輪機沖轉至390 rpm后投用了高壓加熱器系統（以下簡稱“AHP系統”）。汽輪機轉速由390 rpm至1 500 rpm升功率過程中，AHP601RE、AHP602RE高壓加熱器（以下簡稱“高加”）殼側液位保護測點突然觸發高液位報警，引起AHP系統兩列高加同時被隔離。

2 AHP系統功能簡述

7#高壓加熱器（以下簡稱“7#高加”）加熱蒸汽來源于高壓缸4級后，抽汽管線近汽輪機側設置抽汽逆止閥（GPV0751/0752VV）相對獨立的兩路到兩列的7#高加。另外，電動隔離閥（AHP103/203VV，帶平衡閥AHP104/204VV）靠近加熱器，防止加熱器滿水后進入抽汽管線，甚至是汽輪機。

6#高壓加熱器（以下簡稱“6#高加”）加熱蒸汽來源于高壓缸6級后，抽汽管線近汽輪機側設置抽汽逆止閥（GPV0651/0652VV），經逆止閥后分成兩路到兩列的6#高加，電動隔離閥AHP101/201VV（帶平衡閥AHP102/202VV）靠近加熱器，經逆止閥后分成兩路到兩列的6#高加（即AHP601/602RE），電動隔離閥AHP101/201VV（帶平衡閥AHP102/202VV）靠近加熱器，同樣防止加熱器滿水后進入抽汽管線，甚至是汽輪機。

水側由除氧器經APA給水泵后分兩路分別進入兩列6#高加，經加熱后進入7#加熱器，然后至給水集箱匯合，由ARE分配到3臺蒸汽發生器。

當加熱器故障（疏水不暢、U形管破裂等原因使加熱器升至高三水位或因故解列）時，汽側水側隔離閥迅速關閉。為了確保蒸發器供水，電動給水旁路閥AHP009VL打開，40%流量經旁路，而60%流量通過另一列，如果兩列同時隔離，電動旁路閥只能提供40%的流量。AHP008VL彈簧加載閥是備用的旁路閥，在AHP009VL失效的情況下，在滿足一定壓差條件后向蒸發器供水。

在AHP系統正常運行期間，7#高加疏水通過調節閥控制自流到6#高加，而6#高加疏水通過調節閥排往除氧器，正常疏水調節閥（AHP117/217/119/219VL）主要調節高加水位至正常水位。當高加液位升至高一液位時，則疏水通過開啟危急疏水管路調節閥排水至凝汽器，危急疏水閥（AHP118/218/120/220VL）在高加液位達到高一液位時開啟，達到高二液位時全開。當高加液位達到高三液位，則隔離此列高加的汽側和水側。高壓加熱器簡化流程如圖1所示。

圖1 高壓加熱器工作流程圖

3 原因分析

現場核查DCS系統發現，AHP601RE、AHP602RE高加在高一液位突然提升至高三液位，用時約10 s，且在高三液位持續不長，隨后20 s左右疏水恢復至正常水位。

經汽輪機廠家確認，在沖轉過程中，高壓缸至高加的水量不會超出穩定工況的水量。經高加廠家確認，高一液位上升與高三液位之間的罐體容積約為1.55 m3。由熱平衡圖可知，滿功率時，高壓缸去6#、7#雙列高加的抽汽量為148.827 kg/s（由核電項目沖轉操作單可知，機組沖轉階段MSR疏水不進高加，所以，6#高加的疏水量只考慮抽汽量），因此，單列6#高加的疏水量為74.42 kg/s。按照130 ℃（沖轉期間除氧器的給水溫度）水密度計算，滿功率時，10 s內疏水至單列6#高加的最大容量約為0.80 m3，遠小于高加從高一至高三液位殼側容積，所以，可以確認沖轉過程中高加出現的高三液位為虛假液位，不是高加實際的疏水量增加引起的，與液位的調節系統無關。

4 沖轉過程高加液位變化對比分析

分別選取核電機組在2015-11、2016-01、2016-04機組暖機（即汽輪機轉速維持在390 rpm過程中）、機組沖轉過程中（即汽輪機轉速從390 rpm升至1 500 rpm過程中）和機組沖轉后（即汽輪機轉速穩定在1 500 rpm過程中）高加液位的變化情況進行對比、分析，具體如表1所示。

結合表1，經分析可知：①機組沖轉過程時間比較短，在此期間高加液位出現擾動，會出現峰值。②在機組暖機過程中，高加液位未明顯上升，基本穩定。因此，可初步判斷，在機組暖機過程中，開啟高加運行排汽（至除氧器）隔離閥不會對高加液位有明顯的影響。③2015-11，2016-01，機組沖轉后的高加液位均低于暖機時的高加液位，且機組沖轉后的高加液位均接近正常液位。④由表1可知，機組暖機前高加液位越高，沖轉

過程中的高加液位峰值越高。2016-01，暖機以及沖轉過程中6#、7#高加液位變化有相似的情況。⑤2015-11，2016-01，在機組沖轉過程中，除氧器壓力略有波動。在機組暖機過程中，7#高加抽汽母管壓力比6#高加略低，即在機組暖機過程中，7#高加無法正常疏水至6#高加。在機組暖機過程中、機組沖轉過程中和機組沖轉后，6#高加抽汽母管壓力均低于除氧器的壓力，即整個機組暖機以及沖轉過程中6#高加無法正常疏水至除氧器。

5 結論和建議

由相關分析得出：①在某核電機組2016-04機組汽輪機沖轉過程中，高加出現的高三液位確定為虛假液位；②如果機組沖轉前投運高加，則機組沖轉過程中高加液位會出現一定程度的擾動。

因此，建議在機組沖轉前通過6#、7#高加危急疏水管路調節控制殼側液位介于正常液位與低液位之間。在沖轉并網過程中，主動隔離高加汽側，僅投運水側。在并網后，再逐步投運高加汽側。

參考文獻

[1]廣東核電培訓中心.900 MW壓水堆核電站系統與設備[M].北京：電子能出版社，2007.

〔編輯：白潔〕