核電站廢液處理蒸發循環泵機封內漏缺陷的識別與應對方法

李念進 王家前

摘 要：論述了核電站運行人員如何通過異常參數識別核電站廢液處理蒸發循環泵機封內漏的缺陷，以及在機組運行時針對該缺陷的應對處理措施。

關鍵詞：核電站運行；廢液處理；機封內漏；泵

1概述

核電站廢液處理系統（TEU）采用低壓頭大流量的臥式離心泵作為核島廢液處理系統蒸發循環泵（9TEU006PO），用來沖刷循環管線，同時對濃縮液具有一定的加熱作用，以避免蒸發回路硼結晶。

為了防止放射性濃縮液從9TEU006PO的軸封處漏出，該泵典型的軸向雙端面機械密封，分內外側兩個機械密封，兩個密封組件之間設計有循環冷卻水回路，用于冷卻密封組件。內側機械密封阻止冷卻水向泵腔內泄漏注入，外側機封阻止機封冷卻水向外界環境泄漏，這樣的雙向密封設計是為了阻止TEU系統內放射性廢液向外泄漏。兩側密封環及其附屬密封裝置失效，即分別形成機封內漏和外漏。泵的兩道密封組件，由一路閉式循環的除鹽水回路（SED）來冷卻，其動力由位于兩個密封之間，固定安裝在泵軸上的一個小渦輪來提供。冷卻的水源由系統冷卻水箱（9TEU015BA）提供，而015BA內的水又由設備冷卻水系統（RRI）的水來冷卻，在015BA底部有一路SED的補水管線。9TEU015BA上部由壓縮空氣覆蓋，使系統保持7個Bar以上壓力，使閉式循環的壓力始終大于TEU回路的壓力。

2故障識別

核電站運行人員的一個重要職責是通過巡盤發現異常儀表指數，并據此對故障進行初步的識別和判斷。某次夜班發現廢液處理系統蒸發器（9TEU001EV）自兩天前轉至狀態“6”（熱備用狀態）以來，本體液位計（100MN）顯示液位以每10小時上漲70mm的速度上漲（通常為每10小時上漲20mm左右），趨勢穩定。緊固相關SED閥門后趨勢不變，后對9TEU001EV實施主隔離將9TEU006PO機封進行更換，9TEU001EV液位上漲現象消失。

當9TEU006PO機封有缺陷時，015BA液體倒流到001EV本體，將導致異常的液位上漲現象。研究發現，9TEU001EV液位趨勢異常及液位高高報警是指向蒸發循環泵機封內漏缺陷的重要特征。

1）通過9TEU001EV液位趨勢識別

006PO機封內漏后會有SED水進入001EV內，最顯著的特征就是100MN液位計顯示液位上漲。在001EV處于狀態“6”時，根據以往006PO機封內漏缺陷，漏量在每10小時50-70mm左右。001EV在狀態“6”時會由于蒸發將本體內液體蒸發至001CS內，因此根據趨勢，應對比每次007PO啟動結束時的001EV液位，根據007PO啟動間隔時間和液位差來判斷漏量大小。

根據經驗，006PO機封內漏往往發生在狀態“5”轉狀態“6”后，因此在9TEU001EV轉熱備用后的24小時里應密切關注001EV的液位變化情況，通常情況下，9TEU007PO每10小時啟動一次，因此001EV最高液位會在007PO啟動停運后出現。

2）通過響應9TEU001EV高液位報警識別

當001EV處于狀態“6”熱備用時出現高液位報警應該異常警惕，高液位報警出現后應立即建立100MN液位趨勢查看液位上漲速率，如果液位上漲速率在每10小時70mm以下，那么液位整體可控。如果液位上漲速率較快，短時間內上漲至高液位導致不可控上漲，繼而會快速上漲至高高液位使001EV跳至狀態“0”（停運狀態，對應于整個蒸發系列被隔離，所有泵停運，除排氣閥TEU263VV、267VA外的所有閥門關閉）。

3應對措施

3.1通過疏排001CS內蒸餾水來間接降低001EV液位維持001EV在狀態“6”

如果006PO機封內漏漏量可控，即機封內漏漏量小于001EV蒸發至冷凝器（9TEU001CS）內的蒸發量，當006PO機封缺陷在短時間內無法處理時必須保證9TEU001EV維持在熱備用狀態，為了避免機封長時間內漏導致001EV液位上漲至高高液位使9TEU001EV跳至狀態“0”，可以通過開啟9TEU265VD在未達到007PO啟動定值（600mm）前將9TEU001CS內蒸餾水排至RPE，避免007PO啟動將蒸餾液重新打入001EV本體。值得注意的是，開啟265VD的前提條件是001EV液位還處于比較高的區間，可以以高液位為限，掛有高液位報警排001CS內蒸餾液，高液位報警消失時暫停疏水操作，否則一味開啟265VD疏水會將001EV本體濃縮液間接排空。

3.2 001EV高高液位跳閘至狀態“0”后的重新啟動

001EV高高水位使蒸發器分離器效果變差，使水滴隨蒸汽進入冷凝器，則會使蒸餾液的放射性高。出現高高水位之后，蒸發器自動停運，這時為了重新啟動，必須排放部分流體。但應遵循“排放蒸餾液而不排放濃縮液”的原則，即可暫時旁路高高水位信號，將蒸發器置于狀態“2” （加熱準備狀態），微開蒸汽供應閥（流量0.5t/h左右），使冷凝器水位上升，然后開啟冷凝器疏水閥排掉部分蒸餾液達到目的。

如果006PO機封內漏漏量不可控或機封小流量內漏后干預不及時，即機封內漏漏量大于001EV蒸發至001CS內的蒸發量，機封長時間內漏將導致001EV液位上漲至高高液位使001EV跳至狀態“0”，由于006PO停運使100MN快速上漲至滿量程，相關氣動調節閥跳至手動狀態。這時應根據S程序將001EV啟動至狀態“1”（充罐狀態，對應于蒸汽發生器充灌廢液的狀態），隨后將001EV啟動至狀態“2”，在狀態“2”時開啟265VD進行疏水以間接降低001EV本體液位，反復執行兩次疏水操作即可將001EV轉至狀態“3”，然后從狀態“3”直接轉至狀態“6“保持熱備用，熱備用期間至該缺陷處理前應特別注意001EV的液位，必要時開啟265VD進行疏排水操作。

3.3處理006PO機封內漏缺陷實施主隔離前后的流體傳輸

機封內漏需要將001EV進行整理隔離，將006PO進行拆解，所以在實施主隔離前需要將001EV整體隔離排空。

1）將 001EV內濃縮液傳至9TES001BA

在準備將001EV內濃縮液傳至9TES001BA前，應確認9TES001BA有足夠的容積接納001EV內的濃縮液。如果在進行傳輸工作前，9TES001BA為空罐，且001EV本體液位位于熱備用狀態下的正常液位，將001EV置于狀態“0”，然后置于狀態“4.1”（蒸發器內濃縮物向TES001BA輸送。當蒸發器內的濃縮液的硼濃度達到一定值時就將濃縮液傳到TES001BA），進行濃縮液傳輸工作。那么當001EV排空后，9TES001BA大約處于9TES001EV高液位報警位置。應當注意，如果9TES001BA液位正處于高液位定值附近，必要時停運9TES001AG，使液位保持穩定。

2）將9TES001BA濃縮液回傳至001EV再處理后傳至9TES001BA

如果在001EV內濃縮液傳至9TES001BA前，9TES001BA已裝有濃縮液，且9TES001BA內濃縮液還達不到固化條件，即9TES001BA已沒有足夠的容積來接納001EV內的濃縮液，這就需要將001EV置于狀態“5”下，然后置于狀態“4.2”（TES001BA內濃縮物向蒸發器輸送，當TES001BA內的濃縮液的硼濃度沒有達到標準時，可傳回TEU進行蒸發濃縮處理），將9TES001BA濃縮液回傳至001EV再處理，通過這種手段來處理9TES001BA內濃縮液，直至9TES001BA內濃縮液處理完畢后再根據方法（1）將001EV內濃縮液傳至9TES001BA。

3）將9TES001BA中的濃縮液回傳至001EV

與方法（2）不同的是，此次傳輸是在001EV主隔離解除后，001EV內沒有濃縮液，為了001EV后續的啟動工作，只要將9TES001BA內濃縮液回傳至001EV即可，所以這次操作應是001EV在狀態“0”時進行。