常規島氣壓供水系統的分析與改進

喻杜宏

（中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興 314000）

0 引言

常規島氣壓供水系統是在正常情況下維持廠區消防管網的壓力，使之經常處于一個穩定的壓力范圍內，避免消防水泵由于管網泄漏等非消防情況下頻繁啟動。 另外，在消防初始階段能提供相當于1 分鐘的設計消防水量，為消防水泵成功啟動贏得寶貴的初期滅火時間。 隨著系統投入運行漸漸地也出現了消防水箱補水閥內漏導致水箱溢流、氣壓罐玻璃管液位計出現破裂等問題。 本文針對這些缺陷提出了自己的一些改進建議， 并對系統需優化的部分提出了自己的想法。

1 系統概述

1.1 系統功能

常規島氣壓供水系統是在正常情況下維持廠區水消防管網的壓力，使之經常處于1.0～1.05 MPa（表壓）范圍內，避免消防水泵由于管網泄漏等非消防情況下頻繁啟動。 而在消防時提供起始階段12 m3消防水量（相當于1 分鐘設計消防水量），在此期間本系統供水壓力為1.0～0.8 MPa， 此后尚有近10 m3水量可用，但此時不考慮任何水壓要求。

1.2 工作原理

本系統中3 只氣壓罐下部充水， 上部充空氣；當全廠消防管網由于泄漏等原因水壓降低時，氣壓罐向消防管網供水，此時氣壓罐內水位及壓力降低。 當水位降至低水位定值時， 補水泵啟動向氣壓罐補水，補至高水位時停泵。 本系統中設置有一個體積為20 m3的消防補水箱，其水源來自飲用水系統，補水泵從消防水箱取水。 當氣壓罐內壓力降至低水壓定值時，補氣泵啟動使罐內水壓、氣壓上升，上升至高水壓時停泵，保持消防管網壓力穩定避免消防水泵頻繁啟動。

1.3 控制原則

（1）氣壓罐向消防管網供水靠氣壓罐與消防管網的壓力差進行。

圖1 常規島氣壓供水系統簡圖

（2）補水泵的啟、停，靠氣壓罐的液位計激發本系統控制器啟、停補水泵。

（3）補氣泵的啟、停，靠電接點壓力表激發本系統控制器啟、停補氣泵。

（4）消防水箱設計高水位靠液壓水位控制閥控制。

2 系統存在的問題及改進建議

2.1 消防水箱補水三通閥內漏改進

消防水箱的補水由兩路補水三通閥組成一用一備，補水水源為飲用水系統，運行過程中補水閥經常出現閥門不能正常回座閥門內漏，持續向消防補水箱補水，導致水箱溢流到廠房地面。

出現補水三通閥內漏的可能原因有以下幾點：

（1）消防水箱補水水源為飲用水。 水廠活性炭發生泄漏導致水中經常含有活性炭雜質，致使消防水箱補水三通閥卡澀或者密封不嚴。

（2）雖然本系統的補水三通閥閥芯已采用了不銹鋼材質，但是由于補水三通閥上游管道為碳鋼材質很容易被腐蝕，管道內腐蝕產物累積多了以后在閥門開啟補水時腐蝕產物順流而下進入閥門內，也會導致閥門內漏情況出現。

針對此情況有以下幾點改進建議：

（1）在兩路補水三通閥前加裝過濾器，對腐蝕產物及雜質進行過濾處理。

（2）增大兩路補水定期切換的頻率，這樣在管道內腐蝕產物還不是很多時，將腐蝕產物帶走。

2.2 氣壓罐液位計的改進

該系統氣壓罐上的液位計為普通的玻璃管液位計，這種液位計是一種只讀式液位測量儀表，適用于工業生產過程中貯液設備中液位位置的現場檢測，其結構簡單是在較高壓力下工作的最簡單的直讀式液位計，且經濟性是其他儀表不能相比的；但它也有缺點如容易破裂，該系統運行以來多次出現過氣壓罐玻璃管液位計破裂和泄漏的問題。 由于氣壓罐正常處于1.0～1.05 MPa 壓力范圍內，玻璃管液位計發生破裂時一方面高壓水可能對人員造成傷害，另一方面會造成該系統壓力持續下降直至觸發“消防運行”信號導致該系統退出運行，系統功能喪失無法維持消防系統的壓力穩定。

考慮到現在用于該系統氣壓罐上的玻璃管液位計是不帶防爆角閥的，在液位計意外破裂時無法起到自動密封作用，罐內壓力會從破口處不斷釋放。 建議對玻璃液位計進行換型，現在市場上生產的石英管液位計在上下閥內都裝有鋼球，當玻璃管因意外事故破壞時，鋼球在容器內壓力作用下阻塞通道，這樣容器便自動密封，可以防止容器內的液體繼續外流，保持系統壓力穩定。 此外系統也可采用磁翻版式液位計，相對于結構簡單、讀數直觀、價格便宜的玻璃管液位計，翻板式液位計克服了玻璃管液位計易碎的缺點。

2.3 關于吸氣逆止閥加裝過濾器的建議

該系統補氣罐上的吸氣逆止閥在補氣罐內負壓達到逆止閥的開啟壓力后便開啟將周圍空氣吸入補氣罐中。 但現場布置情況該逆止閥是直接對空的，氣體吸入時沒有經過任何過濾措施。 這種布置的缺陷就是會導致異物通過逆止閥吸入到補氣罐內，進而造成對補氣泵及相關設備的損壞。 建議：在吸氣逆止閥外加裝一個空氣過濾器對吸入補氣罐內的空氣進行過濾處理。

3 結語

消防問題是關系到核電廠人員和設備安全的重大問題，不能有半點疏忽和大意，火情時必須快速、可靠、準確地啟用消防設備，達到有效及時滅火的作用。消防氣壓供水系統的可靠運行既保證消防水泵順利啟泵又可防止消防系統輕微泄漏引起消防水泵誤啟動。 而且氣壓供水系統在消防初期提供的12 m3消防水量為消防水泵的成功啟動贏得了寶貴的初期滅火時間。 通過以上對氣壓供水系統的一些改進建議應該更有利于系統的穩定可靠運行。