设备冷却水系统调试阶段流量调节分析

2015-12-21赵洋，曾斌

科技传播 2015年19期

关键词：孔板冷却水阀门

赵洋，曾斌

福建福清核电有限公司，福建福清 350318

设备冷却水系统调试阶段流量调节分析

赵洋，曾斌

福建福清核电有限公司，福建福清 350318

由于设备冷却水系统（RRI）是核电站一个重要的核安全相关系统，在机组正常稳定运行和事故状态下，RRI系统为核岛各种设备提供冷却水，并参与承担导出堆芯余热和乏燃料组件衰变热的任务，设备冷却水系统的正常运行（提供期望的冷却水流量）是保证导出热量及冷却各个用户热量的基本要求，RRI系统的流量调节试验是保证其正常导出热量的必要条件，本文主要介绍了调试期间设冷系统的流量调节遇到的问题、问题分析及解决方案等，为后续机组该系统的调试及安全稳定运行提供参考。

设备冷却水系统；流量调节；问题分析

设备冷却水系统（RRI）是保证核电厂正常运行的重要系统，其安全稳定经济的运行是保证核电站正常运行的前提条件。RRI系统的主要功能是冷却核岛各种热交换器，通过RRI/SEC板式热交换器将热量传递给最终热阱——海水（SEC为重要厂用水系统），其稳定的流量和良好的换热性能是导出用户热量，保证机组正常运行的先决条件。只有保证各个用户的流量满足设计要求，才能为机组安全经济稳定高效的运行提供保障。因而流量的调节分配工作也是机组调试阶段设备冷却水系统最重要的工作内容之一。

1）系统组成。

设备冷却水系统是处在重要厂用水系统（SEC）与核岛设备中间的一个封闭回路，其包括两个独立的安全系列和一个公用环路，公用环路由两个安全系列中的任一系列供水[1]。

设备冷却水系统内与反应堆安全设施和冷停堆相关的部分具有100%的冗余度。供水回路由两个独立的安全系列组成，在事故工况下两个系列中的每一个都能够100%的冷却设备。每个安全系列由两台100%容量的离心泵，两台50%容量的RRI/SEC板式热交换器，一个波动箱和相应的管道及仪表组成。

2）调试期间用户概述。

调试过程中，首先要对各个用户单独的流量进行整定，设备冷却水系统（RRI）各用户的投运过程应有先后顺序。以安全系列B列为例，首先投入的是流量最大的用户安全壳喷淋系统的热交换器，保证设备冷却水泵的基本运行负荷及流量，接下来按照流量由大到小的顺序依次投运其他用户。在初步满足用户流量的需求后进行正常运行工况下与非正常运行工况下的流量验证试验[2]。

流量调节过程中，须关注整个系统的设冷水流量稳定在最大流量和最小流量之间（1000-3500m³/h）。福清核电厂采购的设备冷却水泵为SULZER公司生产的型号为NP500-510/54的卧式单级离心泵，其额定转速为1485r/min，额定电压6.6KV，额定电机功率630kW，额定流量2838m³/h，额定扬程64.2m[3]。

1 设备冷却水泵运行特性与系统流量关系

运行过程中，流体的输送任务是由离心泵和管路共同完成的，工作状态与离心泵和管路二者紧密相关。流量的调节可通过调节阀门开度以改变管路特性，或通过调节离心泵的转速以改变泵的特性。两种调节方式使得调节后的流量与压头均发生变化，从而引起能耗的差别，RRI系统调试过程中需要根据用户需求调节阀门开度进行流量调节[4]。同时需要考虑系统总流量的分配，因管道布置、流阻等多方面原因，用户流量会有一定损失。这个系统流量的分配需要进行多次微调，直至保证每个用户的流量偏差均在设计流量要求范围内，满足系统安全稳定运行需要。

2 流量调节常见问题及分析

设备冷却水系统调试过程中，偶尔会出现用户实际流量与设计定值不匹配的情况。遇到这类情况，首先需要分析系统在线情况，其次对泵本体进行检查，最后对用户侧管路的设备进行排查，重点查看是否存在阀门故障、孔板安装、管路堵塞等问题导致流量失配的情况。现场工作中遇到过如下几类问题。

2.1 系统在线与工况不一致导致流量失配

例如调节电气厂房冷冻水系统冷冻机的设冷水流量时，RRI系统在该用户上存在旁路管线，系统在线时没有对旁通管线阀门进行隔离，导致用户进出口调节阀全开的情况下实际流量仍未达到设计值（150m³/h）。后续机组调试时，在工作之前应认真分析用户工况及系统在线要求，避免此类问题再次发生。

2.2 系统设备参数与设计文件不一致导致流量失配

例如对9TEU002RF进行流量调试时，发现用户流量无法达到设计值14m³/h，经对系统在线、孔板尺寸、阀门行程等检查，最终确认9RRI290VN阀门是从福清3、4号机组拆借8RRI308VN安装代替使用。9RRI290VN（大连大高）与8RRI308VN（苏阀）阀门RIN码“国标标识符号（National Identification Mark）”相同但厂家不同。

查询设计文件，大连大高阀门的设计流量为42m³/h，而苏阀阀门的设计流量为9m³/h。问题确认后，重新采购大连大高的同类型阀门进行更换，最终用户流量满足设计要求。后续机组调试时，应对关键设备的技术文件进行仔细查看，确保设备参数满足设计要求。

2.3 用户设备本体自带调节阀导致流量失配

例如9DWL001GF流量调节时发现用户流量无法满足设计要求，经对管路上的设备（对设备截流孔板，测量仪表及其孔板和止回阀的回座性能）分析后，发现9DWL001GF设备本体装有冷凝压力水量调节阀，当冷却水供水温度过低而导致冷凝压力过低时，阀门开度减小，冷却水流量相应减小。其以设计工况（设冷水温度15-35℃的情况下设计的流量阀门全开流量63m³/h）而在调试过程中设冷水侧温度为18℃，导致压差调节阀出现节流，导致流量无法达到要求。后续机组调试时，应重点关注由用户系统自身信号来控制设备冷却水系统的阀门，避免问题再次发生。

2.4 孔板安装问题导致流量失配

现场调试过程中，由于孔板装反或孔板型号不正确导致流量不匹配，例如测量孔板1RRI341KD装反导致流量无法监测，主控仪表显示流量为零；安装单位在安装过程中使用临时孔板，系统移交时未按照移交要求对1RRI063DI进行正式孔板的更换安装，导致孔板截流能力不足致使用户流量偏大。