秦山第二核电厂汽机冲转过程中CRF002PO跳闸故障事故预想

莫仁盈

摘 要：核电厂汽轮发电机组在冲转过程中，需要使用主蒸汽，多余的蒸汽通过GCTc（凝汽器排放系统）排放至凝汽器中，凝汽器的冷却是靠CRF（循环水系统）来进行的，由于设计上的特点，两侧凝汽器分别由两列CRF系统进行冷却，汽机冲转过程中，依靠的是CRF002PO对应的一侧凝汽器，若该泵跳闸，将导致多余的蒸汽无法得到冷却，严重影响了汽轮机的运行，因此该文对该故障进行了事故预想，通过详尽的分析得出处理预案，以备在故障的情况下能快速响应。

关键词：冲转 跳闸 钛管

中图分类号：TM311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（c）-0067-02

汽机冲转过程中机组状态如下：核功率处于12%～14%，停堆棒组处于堆顶，D棒（控制棒）处于手动，堆操通过控制棒调节一回路功率稳定在12%～14%，两台CRF泵（循环水泵）在运行，GCTc（凝汽器排放系统）处于压力模式，带出一回路热量，第一组阀门中有前两个GCT121VV全开，117VV有部分开度，一回路稳压器压力和液位均处于自动控制，SG（蒸汽发生器）水位由ARE（主给水）控制。在机组并网前的各项检查工作完成之后，我们就可以按照规程进行汽轮机冲转操作，汽机冲转，600 rpm时进行主控手动打闸和现场打闸，机械进行听音检查，然后冲转至1 100 rpm进行暖机1 h，然后进行试验，试验合格之后直接冲至3 000 rpm。

如果在汽轮机冲转过程中CRF002PO故障跳闸，主控会触发CRF泵跳闸和CRF凝汽器循环水入口压力低报警，此时由于GCTc第一组和第二组阀门的冷却水均来自CRF002PO，而且此时GCTc第一组阀门有开度，CRF002PO的跳闸就意味着GCTc的旁排直接进入凝汽器，直接冲刷钛管，此时凝汽器的真空只能通过A列CRF泵来维持，真空恶化，钛管受到极大的冲刷，可能会造成钛管的损害，钛管损害会影响凝汽器水质，所以，CRF002PO跳闸之后，我们一方面需执行ICRF001，确认开启虹吸破坏阀，对应的CVI（凝汽器抽真空系统）抽气阀门关闭，SEN002VC（海水提升系统）关闭，关注SEN泵电流及母管压力，有波动的情况下需排气，关注SRI（闭式冷却水系统）水温，如果受到影响需换水。另一方面，由于钛管受到了高温蒸汽的直接冲刷，可能造成破损，二回路操作员需密切关注二回路水质，一旦出现恶化，立刻投运ATE（凝结水精处理系统）系统，保持全流量运行，由于钛管可能泄漏，需做好隔离凝汽器的准备。

冲转过程中CRF002PO跳闸，由于汽轮机排气压力会因CRF泵的跳闸而升高，对应于凝汽器的饱和温度，汽轮机末级压力和温度的升高可能影响汽轮机的对中、振动、胀差和缸胀等汽轮机参数，尤其当机组转速在共振区时，机组振动可能会非常大，汽轮机叶片也有损害的风险。一旦发现异常，超过限值，需打闸停机，情况严重时还可能需要破坏真空。机组跳闸之后需密切关注汽轮机相关参数。由于CRF002PO的跳闸可能会对汽轮机造成影响，所以故障处理完毕之后，重新开始冲转，听音检查需要更加仔细，一旦发现异常，需开缸进一步检查，包括低压缸爆破膜。由于CRF002PO跳泵会对汽轮机末级叶片造成影响，机组可以考虑通过开启CAR减温水阀门和凝汽器水幕保护阀来减轻排气温度对汽轮机的损害。

在该事故工况下，处理方案可以有：（1）打闸停机，由于GCTc的阀门还处于开启状态，可以通过将GCTc切至GCTa（大气排放系统）控制，同时关闭主蒸汽隔离阀，将APA泵（主给水泵）调至手动状态维持汽水母管压差，控制蒸汽发生器水位，之后隔离对应的GCTc手动隔离阀。以上作法一方面切换时间较短，主控实行起来动作快，另一方面二回路的蒸汽负荷依然可以由主蒸汽供应，如，ADG（除氧器）和CET（轴封供应系统）等，可是由于是ARE在供水，GCTa在排放，一方面GCTa的排放能力有限，另一方面由于GCTa一般与ASG供水配套使用，如果由ARE供水，则凝汽器需连续补水，SER水箱液位下降变快，SDA制水速度可能无法满足要求，所以该方案适合于快速处理故障的情况。（2）打闸停机，一回路插棒将核功率维持在2%以下，将GCTc切至GCTa，ARE切至ASG供水，之后关闭主蒸汽隔离阀，将CET轴封和ADG加热切至SVA，使机组处于热停堆状态。保守地考虑还是第二种方案较好，机组状态更好控制，更安全。不管选择哪个方案，在稳定机组状态的同时，需严格按照规程执行ICRF001中CRF002PO跳闸部分，同时通知相关维修部门对汽轮机进行检查，通知常规岛化学人员密切关注二回路水质，准备好投运ATE系统和隔离凝汽器。

退防过程中，由于汽轮机跳闸，一回路插棒将功率降至2%以下，一二回路的参数变化较快，二回路操作员需关注SG水位，避免不必要的停堆，如需关闭主蒸汽隔离阀，注意将APA泵置于手动控制状态，同时考虑在关闭主蒸汽隔离阀瞬间压缩效应对SG水位的影响，一回路插棒冷却，向二回路传递的热量变少，虽然SG水位处于自动控制状态，可是依然需要操作员密切关注SG水位变化。

通过在模拟机上模拟该故障，可以发现冲转过程中CRF002PO跳闸，对CVI真空和排气温度的影响不大，排气温度升高速率不快，通过启动CVI备用泵可以维持真空度，真空达不到跳机定值，当然也不排除是因为模拟机的模拟能力有限。对于实际机组，我们有几个问题需要考虑：（1）冲转至高转速后，CRF002PO跳闸，真空是否能维持得住，会不会直接由于真空高跳机。（2）CRF002PO跳闸，汽轮机排气温度的升高对汽轮机叶片、中心、轴承、轴瓦和气缸的影响有多大。（3）凝汽器钛管在高温的GCTc排气的直接冲刷下，钛管的损害程度有多大。以上问题需进一步考虑和研究。

参考文献

[1] 循环水系统系统手册[Z].浙江：核电秦山联营有限公司，2005.

[2] 汽轮机旁路系统系统手册[Z].浙江：核电秦山联营有限公司，2005.

[3] 蒸汽大气排放系统系统手册[Z].浙江：核电秦山联营有限公司，2005.

[4] 循环水系统运行异常运行规程[Z].浙江：中核核電运行管理有限公司，2013.