儀用壓空系統優化

梁振升

（中核核電運行管理有限公司運行五處 浙江嘉興 314300）

1 儀用壓空系統簡介

1.1 系統流程描述

兩臺100%容量的儀用壓空機從TB027 房間內吸入空氣，經壓縮后暫存入兩臺儀用壓空緩沖罐，經兩臺100%容量干燥器及其前置和后置過濾器對壓縮空氣進行凈化和干燥后，干燥清潔的儀用壓空存入一臺儀用壓縮空氣儲存罐，系統壓力維持在840～900kPa。最后分配到各個主分配集管，再通過與這些集管相連的儀用壓空氣站將儀用壓空分配到各個用戶［1-3］。

PLIA系統由一臺壓縮機（7512-CP103）、一臺貯氣罐（7512-TK4）、一臺熱交換器（7512-HX600）、一臺冷凝水疏水罐（7512-TK11）、兩臺干燥器（7512-DR3/DR4）、一臺冷凝水疏水泵（7512-P101）和相應的儀表控制、管道和閥門組成。除兩臺干燥器位于R/B101房間以外，其他設備均位于S/B-006房間。

1.2 系統相關參數

（1）儀表壓空系統參數，如表1所示。

表1 儀表壓空系統參數表

（2）儀表壓空壓縮機參數，如表2所示。

表2 儀表壓空壓縮機參數表

1.3 系統控制簡介

1.3.1 壓縮機（7512-CP4001/CP4002）起/停和加載/卸載

一臺壓縮機先導（Lead），另一臺壓縮機滯后（Lag）模式運行，由位于壓縮機控制盤臺（67512-PL4075）上的遠程控制器（ES8）通過基于時間的順序轉換器來控制。

儀表壓空系統母管壓力下降到840kPa時，處于先導（Lead）的壓縮機自動加載；母管壓力達到900kPa時，自動卸載；母管壓力低于900kPa并持續5min，滯后（Lag）的壓縮機起動加載；母管壓力達到900kPa時，自動卸載。根據儀表壓空母管壓力和壓縮機起停次數，在壓縮機連續空載運行一定時間后，自動停運。

1.3.2 儀表壓空備用氣源邏輯

一號機組或二號機組儀表壓空母管壓力（67512-PS4313）低于780kPa，廠用壓空向一號機組或二號機組儀表壓空供氣電磁閥自動打開，服務壓空向儀表壓空供氣［4］。在儀表壓空母管壓力高于780kPa 后，通過將儀表壓空備用氣源邏輯控制手柄置于“RESET”復位儀表壓空備用氣源邏輯，廠用壓空向一號機組、二號機組儀表壓空供氣電磁閥關閉。

2 現壓空系統存在的問題及改進方案

2.1 背景介紹

儀表壓空泄漏：一號機組曾發生由于管道振動引起法蘭螺栓松動及法蘭橡膠墊片老化開裂，儀表壓空備用氣源管線與壓縮機出口母管的連接法蘭大量漏氣，主控出現“儀表壓空低壓力”的窗口報警和CRT 報警，廠用壓空向儀表壓空供氣電磁閥打開，儀表壓空壓力降至600kPa?，F場操作員及時發現并隔離漏點后，儀表壓空壓力逐漸回升至900kPa［5］。一號機組在2017年7月5日的滿功率運行過程中，儀用壓空系統偶回路電磁閥7512-SV4112異常關閉，由于SV4112給7512-PV208/209供氣，導致7512-PV208/209失氣關閉時RB內儀用壓空罐壓力將下降，當達到650kPa時，則需執行EOP010事故規程，停堆，停機。本文以SB廠房儀用壓空重要奇母管電磁閥關閉時的影響及對策進行了分析，并對儀用壓空系統可以優化的地方進行了分析。

2.2 問題介紹

儀用壓空系統管道破口，母管壓力下降，壓力降至690kPa 以下，氣動閥將不能正常動作。需立即進行查漏，隔離破口，使母管壓力恢復正常。必要時，可通過儀用壓空供氣支管備用接口，由廠用壓空供氣。在主控室觸發窗口報警WN14-2“INSTRUMENT/BREATHING AIR PRESSURE LOW”和CRT報警“Instrument Air Pressure Low at header CI1082”；如果壓力進一步降到650kPa，則準備執行失去儀表壓空應急運行規程。

2.3 問題分析

1號機組儀表壓空8條分配母管和2號機組7條分配母管上各自有一個電磁隔離閥。當電磁閥上下游出現高壓差時，則電磁閥將自動關閉，隔離掉相應母管。

下面，以當誤關S/B 奇列供氣電磁閥（7512-SV4111）時對下游重要負荷的影響進行分析。

（1）儀表壓空系統：LOCA 事故后安全殼隔離，反應堆廠房內的儀表壓空用戶使用壓空將引起反應堆廠房壓力上升，LOCA 后儀表壓空系統不能向反應堆廠房內的儀表壓空用戶供氣。

（2）廠用壓空系統：由于安全殼隔離閥67314-PV49 失效關閉，服務壓空無法送到反應堆廠房，機組反應堆廠房服務壓空不可用。

（3）冷凍水系統：67194-PV7588 PLOC空壓機冷卻器冷凍水出口氣動閥失效開，不影響PLOC 空壓機的使用。

（4）熱傳輸氘化去氘系統：儀用壓空的失去引起此系統所有氣動閥的關閉，對于系統及設備來說，沒有什么影響，但如果此時正處于氘化或除氘過程中，則會由于閥門的關閉引起氘化或去氘的中斷，使得氘化或去氘箱的輕重水由于分子擴散而混合。

（5）慢化劑凈化系統：熱交換器溫度控制閥63221-TCV27 失效開，慢化劑凈化系統安全殼隔離閥67314-PV71、PV73失效關閉，導致整個凈化系統隔離。

（6）應急堆芯冷卻系統：3432-PV82高壓注射氣體隔離閥開啟/PV84 高壓注射氣體排放關閉高壓水箱3432-TK1、TK3壓力升高至4MPa左右。

（7）再循環冷卻水系統：7134-PV7567 1＃ECC 熱交換器RCW側的出口氣動閥失氣開，不影響1#ECC熱交換器的使用；7134-PV7569ECC 熱交換器RCW 側的出口氣動閥失氣關，ECC 兩個熱交換器只有一路7134-PV7570可用，冗余度下降。

（8）重水供應系統：安全殼隔離閥7314-PV21失效關閉，無法通過重水供給系統向重水儲存箱補水。

（9）應急水供應系統：3461-PV141 和3461-PV41失氣打開（備用儲氣罐可保持氣動隔離閥處于正常關閉狀態至少2h），隨著備用儲氣罐壓力的下降，將不能在副控室操作氣動隔離閥3461-PV41/PV141。

（10）消防水系統：7141-PV41將會自動關閉，如果需要，運行人員可到就地手動操作此閥門。

（11）反應堆廠房通風系統：安全殼隔離閥7314-PV14、PV15失效關閉，反應堆廠房通風進出口隔離，失去反應堆廠房通風，此時，需要手動停運通風系統。

（12）重水蒸汽回收系統：所有干燥器的氣動風閥3831-PVs會保持失氣前的狀態，其失氣前的狀態取決于干燥器當時的運行模式。

（13）主控室空調系統：67345-SV-7171/7171A 關閉，S-315 將失去送風。67345-SV-7219 關閉，67345-SV-7176#1和67345-SV-7177#1的失氣狀態為維持開的狀態。

（14）端屏蔽冷卻系統：3411-PV105 和3411-PV39失效開，正常狀態液位全開狀態，不影響系統運行。

2.4 處理思路和方法

（1）將對應出口母管各支路的電磁閥加裝旁路閥，當電磁閥誤關而下游沒有泄露時，通過打開旁路閥為相應支路供氣。判斷電磁閥誤關的方法為：沒有出現CI1094 壓空機雙機帶載的報警，沒有出現WN14-2 儀用壓空或呼吸壓空壓力低報警，檢查PL14 上67512-PI4341 和AI1200 的趨勢正常，出現CI1080 報警，則可以說明沒有壓空的大泄漏；另外，還可以復位電磁閥，可以通過斷開67512-PL4079 盤臺內7512-SV4111 熔絲的方法來打開7512-SV4111。如果SV4111 下游管線壓空泄漏，儀用壓空母管壓力AI1200下降的趨勢會很快，并且儀用壓空雙機帶載頻率也會更高，當SV4111 前后壓差大于80kPa 持續5s 動作關閉，說明7512-SV4111 下游有壓空大泄漏，7512-SV4111 關閉為正常的動作，此時則不能打開旁路閥［6］。

（2）編制經驗反饋，以便運行人員了解相關操作經驗。

（3）將相應各支路的短接管連接，避免在緊急情況需要連接時連接不上，尤其是中班或者夜班，其上游手動閥正常為關閉狀態，當有需求時，可將手動閥打開，為相應支路供氣，同時，人員應對該隔離閥的位置清楚，提高對異常的響應速度。

（4）對于系統重要的氣動閥，增加相應氣動閥的備用氣源，如7512-PV208、209 供氣僅有S/B 偶系列這一路供氣，異常關閉，或者失去偶列供氣將導致RB 失去壓空供應。

（5）評估壓空系統重要設備的可靠性，如壓空機、S/B和T/B的重要奇偶電磁閥等，在大修時更換更可靠的設備。

（6）LOCA 后儀表壓空系統氣動隔離閥7512-PV216～PV221的3個支路中，每一個支路的兩個電磁閥分別由S/B 奇路和偶路壓空分別供氣，且沒有備用氣源，當失去S/B 奇或偶任意一路，就導致LOCA 后儀表壓空系統不可用，建議將PV216～PV221 每個電磁閥增加備用氣源，保證LOCA后儀表壓空系統可靠性。

3 結語

儀用壓空系統作為電廠的安全相關的系統，它的運行是否可靠將直接影響電廠的安全與穩定，該系統的參數在任何時候都必須給予足夠的重視。該系統出現異常時，如果對缺陷定位不準確，可能將故障進一步惡化，故定位時往往困難重重，費時費力。本文對S/B奇系列電磁閥誤關的影響做了分析，且對壓空系統進行了優化，并且為壓空電磁閥誤關給予參考的判斷方法。