核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障分析

2016-08-11赵红岗张俊媛肖小力

企业技术开发·下旬刊 2016年7期

赵红岗张俊媛肖小力

摘要：导致核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障的原因较多，如果不能够及时的采取有效的措施进行处理，将会给核电站的运行埋下重大的安全隐患。因此，为了保证核电站运行的安全性、稳定性和卡考性，文章分析了导致核电站应急柴油机润滑油系统出现温度高故障的原因，并提出了相应的解决措施，以供参考。

关键词：核电站；应急柴油机；润滑油系统；温度高故障；措施

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0105-02

1 概述

应急电源是核电站电源供给系统的重要组成部分，应急电源在当核电站主电源、辅电源失电时启动，为核电站系统以及设备供电，以此保证反应堆能够安全的停运，同时提供应急照明，由此可见应急电源的重要性。应急柴油机作为核电站应急电源的关键部分，其运行质量直接关系到应急电源的运行水平，当应急柴油机润滑油系统出现高温故障后，会导致应急电源系统出现故障，一旦核电站反应堆电源供给系统出现故障，反应堆内部发生裂变产生的剩余能量不能够顺利的到处，不仅会烧毁燃料元件，还会导致大量的放射性物质扩散到环境中，造成严重的环境污染。

为了保证应急电源系统能够安全、高效的运行，就必须对应急柴油机润滑系统高温故障的原因进行分析，并采取针对性的措施进行处理。因此，文章针对核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障的研究具有非常重要的现实意义。

2 核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障的原因分析

2.1 核电站应急柴油机润滑油系统热交换器换热效率低

如果低温冷却水系统中有非常多的空气，将会影响低温冷却水系统流量的均匀性，导致应急柴油机润滑油系统出现热交换器效率低的问题，热交换器的换热效率受到温度变化以及工作介质比热的影响，例如，板式热交换器，影响换热效率的主要因素包括工作价值自身的传热效率、流动方向、价值的工作压力以及换热片的传热效率。

由于在例行检查的过程中并没有对换热器进行完全的检查和清理，导致低温冷却水系统中存在大量的空气，通过试验的方式能够检测到低温冷却水系统是否存在压力波动的问题，如果存在则表明低温冷却水系统中存在一定量的空气，如果不能够及时的排除，将会导致热交换器换热效率降低的问题。

2.2 核电站应急柴油机润滑油系统温控阀开度不足

导致核电站应急柴油机润滑油系统温控阀开度不足的原因主要包括两个方面，即运动部件移动出现卡涩以及温控阀开度不足，具体表现为以下几个方面。

2.2.1 运动部件移动过程中出现卡涩问题

导致运动部件移动过程中出现卡涩问题的原因主要包括

①润滑油比较脏，导致运动部件在移动中出现卡涩问题；

②密封件被剪切，导致运动部件出现卡涩问题；

③导向部件和运动部件存在机械干涉问题。

在对运动部件进行检查过程中并没有发现明显的磨损痕迹，但是在检查其他温控阀时发现由于部件加工过程汇总基准面的垂直度不符合要求，导致顶丝和导向杆之间存在相互干涉的问题，主要原因包括顶丝不同心、温敏元件、压盖等，指标杆与防尘罩之间的间隙非常小，相互之间产生干涉，导致卡涩问题的发生，导向杆弯曲产生一定的变形，导致导向部件和运动部件出现相互干涉的问题。

2.2.2 温控阀开度不足

核电站通常会在应急柴油机润滑油系统的温控阀内部设置若干温敏元件，并且所有的温敏元件中都包含复位弹簧以及热敏元件。

热敏元件通常安装在核电站应急柴油机润滑油系统阀门口位置，其作用是对混合后的润滑油温度进行感应，以此控制阀门的开度。如果润滑油的温度超过54 ℃，则在热敏元件的控制下打开所有的温控阀门，切断对热油的供应，以此将核电站应急超有机润滑油系统中所有的润滑油都流入到热交换器中，当所有的润滑油都冷却之后，在将冷却后的润滑油返回到柴油机润滑油系统中，这样能够显著的降低核电站应急柴油机润滑油系统的温度；如果润滑油的温度超过43 ℃，则热敏元件的膨胀力会超过弹簧，在膨胀力的作用下打开温控阀门，由热交换器对过热的润滑油进行冷却，然后将冷却后的润滑油重新注入到核电站应急柴油机润滑油系统的回路中；如果润滑油的温度小于43 ℃，则关闭所有的阀门，将所有的润滑油全部都注入到核电站应急柴油机润滑油系统的油水热交换器中，尽可能的将系统温度控制在规定范围内。

由此可见，温控阀会对核电站应急柴油机润滑油系统的温度产生一定的影响，当温控阀开度不足时，将会导致核电站应急柴油机润滑油系统出现温度升高的问题。

2.3 核电站应急柴油机润滑油系统运动部件异常磨损

基于对核电站应急柴油机润滑油系统的结构，其运动部件主要包括曲轴连杆组件、活塞连杆组件以及气阀摇臂组件等，运动部件的数量相对较多，并且结构也相对复杂。但是，从核电站系统的整体来说，把应急柴油机系统当作一个热源。因此，核电站应急柴油机润滑油系统各个运动部件的运行状况，可以通过核电站应急柴油机润滑油系统总发热量进行分析。

传热公式表示为：

Q=CM△T

公式中M是流量、Q是热量、△T是温度的增量。

由此可知，相对于相同的工作价值与冷却流量，核电站应急柴油机润滑油系统的发热量可以采用出口润滑油的温度进行反映。

3 解决核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障的措施

3.1 针对核电站应急柴油机润滑油系统热交换器换热效率低问题的措施

通过试验的方式能够检查出冷却水系统是否存在压力波动的问题，进而判断低温冷却水系统内部是否存在空气。由于决定热交换器换热效率的因素包括换热片的传热效率以及介质的工作压力。

因此，当低温冷却水系统中存在有空气时，将会导致热交换器出现冷却能力降低的问题，针对该种现象应该对低温冷却水系统进行排气，通常进行两次，这样能够把低温冷却水系统中的空气排除干净，以此保证低温冷却水系统能够正常、稳定的运行，进而保障其冷却能力。

3.2 针对核电站应急柴油机润滑油系统温控阀开度不足问题的措施

为了解决核电站应急柴油机润滑油系统温控阀开度不足的问题，应该从以下几个方面入手：

①针对温敏元件检查的方法进行改进，温敏元件传统的检查方法采用检验定制进行阀门运行状态的全程控制，在进行原检查方法改进时，应该借助工作经验以及同类型阀门的范阔，再结合设备的实际特性以及应用位置进行改进，具体表现为：当检查温度小于49 ℃时，应该将温控阀开度控制在8 mm以上，当温度超过54 ℃时，应该将温控阀的开度控制在18 mm以上，当温度在44 ℃以下，时，应该将温控阀的开度控制在0 mm

以上；

②由于温敏元件膨胀力不足导致的温控阀开度不足或者无法完全打开的问题，则应该重新教研温敏元件，以此保证温敏元件具有足够的膨胀力，进而保障其能够正常的膨胀动作。

3.3 针对核电站应急柴油机润滑油系统运动部件异常磨损问题的措施

当温控阀的顶丝与导向杆出现摩擦时，会导致出现温控阀难开启的问题，针对该种现象应该进一步的扩大顶丝控制，这样能够保证所有的温敏元件能够正常、自如的移动，尽可能的避免出现顶丝与导向杆摩擦导致的运动卡涩问题，以此保证核电站应急柴油机润滑油系统可以正常、稳定的运行。

具体实施的过程中，应该将顶丝内孔由φ6扩大至φ8，这样能够保证纹面元件自由的移动，避免出现卡涩的问题。

4 结语

总而言之，应急柴油机作为核电站应急电源系统的关键部分，应急柴油机润滑油系统发生温度高故障时，将会影响应急电源系统的运行水平，会给核电站的运行安全埋下严重的安全隐患。文章针对导致核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障的原因和相对对策进行了分析，获得以下结论：

结论1：针对低温冷却水系统存在空气导致的热交换器冷却效率降低的问题，应该对低温冷却水系统进行二次排气，将低温冷却水中的空气排除干净，能够有效的提高低温冷却水系统的冷却能力。

结论2：针对温控阀温敏元件膨胀力不足导致的温控阀开度不足的问题，则应该对文敏元件进行重新检验，并对原来的温敏元件检查方法进行改进，以此保证温敏元件具有足够的膨胀力。

结论3：针对导向杆和顶丝碰磨导致的阀门开启难问题，则应该进一步的扩大原顶丝的内控，以此保证温敏元件能够正常、自如的移动，避免因为运动部件磨损导致的润滑油系统温度升高的问题。

参考文献：

[1] 刘隽，黄海铭，陈龙.核电站应急柴油机润滑油系统温度高故障分析[J]. 硅谷，2014，（11）：136-137.