核電廠核輔助廠房DVN系統運行溫度控制與故障分析

程志遠

福建福清核電有限公司 福建福清 350301

核輔助廠房通風系統，是控制區內極其重要的通風系統，機組運行以來經常出現個別房間溫度低，空氣流量異常、送排風壓力表異常等問題，進而觸發相關報警以及綜合故障報警的頻發，增加了現場運行人員的工作量，也影響系統的健康運行和控制效果，增加監盤壓力[1]。

針對頻發的報警以及故障，通過對現場設備運行情況檢查和分析，通過運行調節、設備改造來優化和解決，經過問題處理和調節，DVN系統缺陷和故障問題得到較大改善提升運行品質。

1 電加熱器原理介紹與問題統計、分析

整改前日常DVN系統運行時常見報警和異常統計，見表1所示。

表1 常見報警與原因

經分析核輔助廠房通風系統日常運行期間主要房間溫度低報警，主要在KSN端顯示的502-515KA的相關報警，在KIC端主要出現9DVN010KA綜合故障報警，制約DVN系統的運行。

經過運行與儀控部門現場核實分析總結了如下表2的問題分析與處理方法。

表2 房間溫度異常統計與分析處理

電加熱器無法正常投運，導致部分房間無法達到要求的溫度，電加熱器故障也觸發513KA，對電加熱器排查問題后，匯總故障分析見表3所示。

表3 9DVN電加熱器故障的分析處理

根據分析首先在確定通風流量正常的情況下，應首先解決現場電加熱器故障率高問題。

風管式電加熱器由風道中管狀電加熱元件（帶肋片）以及接地端子等部件組成。控制裝置還包含對應溫度保護的溫度開關（ST）、電子溫度探測器（MT）以及就地溫度控制器和顯示屏。電熱絲材質為NiCr合金，元件彎成U型或W型，結構見下方簡圖，如圖1所示。

圖1 風管式電加熱器簡圖

單元式電加熱器與風管式電加熱器類似，電加熱器本體不在風管內，而單獨安裝本體里自帶一臺軸流風機進行工作。整機絕緣電阻不小于20MΩ。其控制由位于本體外出風口處一臺bST控制，一臺aST保護防止溫度過高。流程簡圖見圖2。

圖2 單元式電加熱器簡圖

根據電加熱器工作原理，對于風管電加熱器設置了溫度高的保護溫度開關與流量開關，當流量開關流量低時觸發保護停運風管電加熱器。當部分電加熱器處于保護溫度開關安裝位置不合適，溫控探頭位置布置不合理，或者參數和狀態設置不合理均可導致加熱器工作異常[2]。

2 故障分析與處理

現場的處理過程，根據表3中存在的故障和報警經過歸納主要存在三類問題，第一類為可以通過運行調節處理的，此類問題是由于現場電加熱器所在風管流量偏小，部分電加熱器控制箱里對電加熱器的季節、溫度設置不正確，以及未及時復位導致，此類問題通過復位，修改相關運行模式，進行風量調節，可排除異常，就地報警消失，此類電加熱器經統計見下方表4的問題統計：

表4 通過運行調節處理的電加熱器

第二類為電加熱器故障導致，065/010RS測量探頭數據偏差較大，實際更換測溫計后報警消失；第三類屬于原設計的流量開關定值不合理和電加熱器布置不合理，需對問題部分進行相關技術改造和變更。如對于ND251/252/253房間在額定風量下其流量開關SD膜片壓差在原10Pa的壓差下無法正常工作，電加熱器無法持續投入，則進行技改優化[3]。

3 9DVN010KA報警分析與整改方案

DVN010KA目前在1、2號機組主要由513KA閃發與冬季部分房間觸發溫度低導致。

對于這種情況，分析對原風管上的風管電加熱器進行改造可以取得效果，取消原025/026RS，將風管保留至該房間送風口進口處，其余風管與電加熱器取消，在原空間處利用原來電源增加1或2組單元式電加熱器，利用其循環風機對房間循環加熱，原送排風對房間進行換氣。

ND239房間整體空間約36立方米，原電加熱器2臺共計8kW，按照原設計將極端時送風溫度考慮為5℃，達到房間溫度在24度以上，根據Q=cmΔt，其中空氣的比熱在5-30度時c≈1.005kJ/（kg×K），1立方米空氣質量約1.25kg計，周圍水泥墻面按導熱系數λ=0.3W/（mK），對于額定流量755的空氣加熱量約為：

P=P1+P2=7.001kW，即只要選擇原來功率加熱器配合調功器和溫控開關可以滿足房間溫度要求。

對于ND305-307房間的電加熱器，在額定風量下其流量開關仍觸發故障，導致電加熱器無法工作。其風量受環境因素影響波動也較大，在其房間風道上增加轉送風機進行送風，消除報警。

4 結語

對于DVN系統的溫度控制需關注電加熱器的運行狀態，合理設置定值，運行期間密切注意系統報警，對于故障報警，在依次現場核查、分析、處理，對于DVN綜合故障報警其中大部分的問題是可以通過運行調節以及故障處理，重置可以解決。

（1）對于電加熱器故障尤其是空氣流量異常引起的額故障，一定要優先核實運行風量，盡可能調節在設計風量偏上限時對于解決該問題可提供更好的運行條件。

（2）DVN系統的SD開關一般為膜盒式壓差計，其在較小的壓差下靈敏度較低，而風管里小流量下一般壓差較小，極容易產生故障，建議換型或取消。

（3）對于個別房間溫度要求較高，且風量受限調節手段有限或無法調節時，可技改增加單元式電加熱器來優化運行。

對于新建機組核輔助廠房通風系統，初期設計就應考慮優化本文發現的問題，在設計上從源頭解決，簡化系統，各區域分配不同的通風子系統，會更好運行和管理，也更適應機組大修等狀態的轉換。