凝汽器檢漏架頻繁觸發報警問題分析和處理

(福建福清核電有限公司，福建 福清 350318)

汽輪機做功后的乏汽在凝汽器內通過循環冷卻水(海水)冷卻成凝結水，由于凝汽器為表面式冷卻器，循環冷卻水有可能通過傳熱管(鈦管)泄漏進入凝結水，從而污染凝結水水質；為此，設置了凝汽器檢漏架，連續監測凝汽器的可能泄漏情況。2號機組凝汽器配置了4臺檢漏架，每臺檢漏架共設有3個不同的取樣監測點，通過取樣泵將3個不同的取樣監測點匯總的樣水送至儀表盤經陽樹脂交換后測量其陽電導率(根據陽電導率數據判斷凝汽器是否存在海水泄漏，陽電導率報警值為≥0.3 μS/cm)，監測后樣水回到凝汽器熱阱。

1 凝汽器檢漏架的重要性

1.1 凝汽器發生海水泄漏的危害

凝汽器發生海水泄漏會使二回路凝結水中進入不揮發性鹽，如NaCl、MgCl2等，導致凝結水水質短時間內急劇惡化，這些鹽將進入蒸汽發生器(SG)而沉積在其內部，高濃度的雜質含量會增加蒸汽發生器傳熱管腐蝕，從而大大增加蒸汽發生器傳熱管破裂的風險，嚴重時將導致機組降功率，甚至停機，2號機組功率>25%Pn時蒸汽發生器排污系統鈉和陽電導率運行區域圖如圖1所示[1]。

圖1 2號機組P>25%Pn模式時蒸汽發生器排污系統鈉和陽電導率運行區域圖Fig.1 The operating area of sodium and positiveconductivity of the blowdown system of thesteam generator in P> 25%Pn mode of Unit 2

1.2 凝汽器海水泄漏的監測

在二回路水汽系統中有部分在線化學儀表連續監測二回路水質參數，及時反應水化學的異常狀況，且部分重要參數的信號和數據傳送至主控室以便操縱員及時發現水質異常狀況。其中，凝汽器檢漏架、凝結水泵出口母管在線鈉表和電導表、蒸汽發生器排污系統在線鈉表和電導表都是監測凝汽器是否存在海水泄漏及時有效的手段，因此,對這些在線儀表所測量的數據和觸發的報警要有足夠的重視。

M310型壓水堆凝汽器由凝汽器A南、北側及凝汽器B南、北側四部分(如圖2所示)，因此,也設置有與之對應的1號、2號、3號、4號4個獨立的檢漏架用于監測每部分凝汽器是否存在海水泄漏，每個檢漏架有3個不同的取樣點，分別布置在凝汽器循環冷卻水進、出口側內壁管板以及凝汽器中部集水盤上，3個不同取樣點收集來水匯流至總管通過取樣泵送至檢漏架經陽離子樹脂柱交換后檢測陽電導率，測量完成后的樣水返回至凝汽器熱阱，具體流程示意圖如圖3所示。

圖2 2號機組凝汽器俯視圖Fig.2 The top view of the condenser of Unit 2

圖3 2號機組凝汽器單個檢漏架取樣分析示意圖Fig.3 Schematic of sampling and analysis of singleleak detection rack for the condenser of Unit 2

當海水發生泄漏時凝汽器檢漏架能夠在第一時間監測出異常并觸發報警，且根據報警檢漏架位號能夠確定泄漏點大概位置，縮小人員排查漏點范圍，節約排查時間，有助于及時消缺；因此，凝汽器檢漏架的正常、穩定運行對保障機組安全至關重要。

2 凝汽器檢漏架運行現狀

凝汽器4臺檢漏架正常運行期間如無人員操作且無其他設備缺陷時是不應該有異常報警情況發生的，但2號機組1號檢漏架自投運后頻繁觸發報警(如表1所示)，已失去連續監測凝汽器A南側凝結水水質、判斷海水是否存在泄漏的作用。且如此高頻率的報警上傳至主控室，會造成操縱員監視畫面頻繁出現報警信息，干擾操縱員對機組狀態的正確判斷，影響機組安全穩定運行。

表1 2016年3～5月期間1～4號檢漏架異常報警次數統計

3 檢漏架頻繁觸發報警原因分析及解決

根據凝汽器結構及檢漏架設計特點，分析可能導致檢漏架頻繁觸發報警的因素如表2所示。

表2 導致1號檢漏架可能觸發報警的因素Table 2 Factors that may trigger analarm on the 1# leak detection rack

3.1 報警因素分析

3.1.1 海水泄漏影響

如果凝汽器存在海水泄露，則凝汽器檢漏架、凝結水泵出口母管的在線鈉表和電導表測量數據都應同步出現異常。核實1號檢漏架頻繁觸發報警的相同時間段內凝結水泵出口母管在線鈉表(報警值為≥0.5 μg/L)和電導表(報警值為≥0.3 μS/cm)測量數據趨勢，發現凝結水泵出口母管在線鈉表、電導表測量數據均分別維持在0.004 μg/L、0.017 μS/cm左右，排除凝汽器存在海水泄漏可能。

3.1.2 儀表故障影響

經核實1號檢漏架在線電導表每年有定期維護與標定，且使用便攜式電導表分析儀現場測量并與在線電導表對比，測量結果基本保持一致(如表3所示)，排除在線電導表自身故障導致1號檢漏架報警的因素。

表3 便攜式電導表與在線電導表測量結果對比Table 3 Comparison of measurement results betweenportable conductance meter and on-line conductance meter

3.1.3 系統缺陷

現場對1號檢漏架整條取樣管線各連接處一一檢查，未發現有松動、泄漏情況，排除檢漏架各連接點密封不嚴而導致檢漏架報警這一因素。

3.1.4 樣水污染

為確認樣水是否具有代表性，是否存在樣水被其他雜質污染，分別對1號檢漏架3個取樣點進行單獨試驗，只開啟其中一路取樣點，每個取樣點試驗48 h左右，試驗結果如圖4所示。

圖4 1號檢漏架各取樣點單獨試驗趨勢圖Fig.4 Trend of separate test for each samplingpoint of 1# leak detection rack

從圖4中測量數據趨勢可以看出，1號檢漏架的取樣點3測量數據較取樣點1和2偏高且存在上下波動情況，說明取樣點3存在異常。

經現場勘查，取樣點3取樣位置距凝汽器運行補水管線較近，位于補水管側下方，懷疑凝汽器補水時富含空氣的除鹽水進入取樣點3，導致樣水被污染。查詢凝汽器補水趨勢如圖5所示，從圖5可以看出1號檢漏架數據異常升高的時間與凝汽器補水閥(閥門位號：2CEX022VD)大開度對凝汽器補水時間互相吻合，可以確定1號檢漏架頻繁觸發報警與凝汽器補水之間一定有所關聯。

圖5 1號檢漏架分析數據與凝汽器補水閥開度比對圖Fig.5 Comparison between 1# leak detection rackanalysis data and the opening ratio of thecondenser makeup water valve

201大修期間進入凝汽器內部調查結果如圖6所示，從圖中可以看出凝汽器補水管安裝在凝汽器A南側海水進口側斜上方，距離海水進口側凝汽器壁約2～3米(即在取樣點3斜上方，取樣點3布置在海水進口側鈦管下方凝汽器壁上)，凝汽器補水方式為從補水管兩側噴出，補水沿凝汽器內壁向下流入取樣點3取樣口，污染樣水，從而導致1號檢漏架報警。

圖6 1號檢漏架各取樣點與凝汽器補水管位置布置示意圖Fig.6 Schematic of the layout of each samplingpoint and condenser makeup water pipeof 1# leak detection rack

3.2 問題處理及驗證

為徹底消除因凝汽器補水導致1號檢漏架頻繁觸發報警異常情況，決定通過改變補水方向，防止凝汽器補水進入1號檢漏架取樣口，污染樣水，改造前后補水管布置示意圖如圖7所示。

圖7 凝汽器補水管改造前后示意圖Fig.7 Schematic of condenser makeup waterpipe before and after renovation

改變凝汽器補水方向后，跟蹤1號檢漏架運行情況如圖8所示。從圖中可以看出在1.5個月時間內，1號檢漏架未出現一次異常報警情況，運行狀態良好。

圖8 改變凝汽器補水方向后1號檢漏架投運期間數據趨勢圖Fig.8 Data trend of 1# leak detection rack duringoperation after changing the direction ofcondenser makeup water

4 總 結

凝汽器檢漏架異常報警問題，經一系列因素分析最終確定根源為凝汽器補水管設計不恰當導致，并通過改變凝汽器補水方向最終使1號檢漏架運行正常，報警消除。該問題的發現也為同類型機組凝汽器檢漏架報警問題分析和處理提供了借鑒經驗。