某核电机组冲转阶段高压加热器隔离分析与对策

韩滔潮

摘 要：简要分析了核电机组调试运转阶段出现的高压加热器隔离问题，提出了疏水量变化的关注因素，对比实际疏水与设计疏水的差异，以此判定隔离的根本原因，以期为工程实际建设提供一定的参考。

关键词：核电厂；冲转；高压加热器隔离；核电机组

中图分类号：TM623 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.030

高压加热器是电厂运行的关键设备，当高压加热器被隔离时，会导致给水温度降低，进而影响核岛的利用效率。高压加热器隔离是核电厂调试运行必须解决的问题之一。

1 问题起因

根据暖机暖管的需要，某核电机组在汽轮机冲转至390 rpm后投用了高压加热器系统（以下简称“AHP系统”）。汽轮机转速由390 rpm至1 500 rpm升功率过程中，AHP601RE、AHP602RE高压加热器（以下简称“高加”）壳侧液位保护测点突然触发高液位报警，引起AHP系统两列高加同时被隔离。

2 AHP系统功能简述

7#高压加热器（以下简称“7#高加”）加热蒸汽来源于高压缸4级后，抽汽管线近汽轮机侧设置抽汽逆止阀（GPV0751/0752VV）相对独立的两路到两列的7#高加。另外，电动隔离阀（AHP103/203VV，带平衡阀AHP104/204VV）靠近加热器，防止加热器满水后进入抽汽管线，甚至是汽轮机。

6#高压加热器（以下简称“6#高加”）加热蒸汽来源于高压缸6级后，抽汽管线近汽轮机侧设置抽汽逆止阀（GPV0651/0652VV），经逆止阀后分成两路到两列的6#高加，电动隔离阀AHP101/201VV（带平衡阀AHP102/202VV）靠近加热器，经逆止阀后分成两路到两列的6#高加（即AHP601/602RE），电动隔离阀AHP101/201VV（带平衡阀AHP102/202VV）靠近加热器，同样防止加热器满水后进入抽汽管线，甚至是汽轮机。

水侧由除氧器经APA给水泵后分两路分别进入两列6#高加，经加热后进入7#加热器，然后至给水集箱汇合，由ARE分配到3台蒸汽发生器。

当加热器故障（疏水不畅、U形管破裂等原因使加热器升至高三水位或因故解列）时，汽侧水侧隔离阀迅速关闭。为了确保蒸发器供水，电动给水旁路阀AHP009VL打开，40%流量经旁路，而60%流量通过另一列，如果两列同时隔离，电动旁路阀只能提供40%的流量。AHP008VL弹簧加载阀是备用的旁路阀，在AHP009VL失效的情况下，在满足一定压差条件后向蒸发器供水。

在AHP系统正常运行期间，7#高加疏水通过调节阀控制自流到6#高加，而6#高加疏水通过调节阀排往除氧器，正常疏水调节阀（AHP117/217/119/219VL）主要调节高加水位至正常水位。当高加液位升至高一液位时，则疏水通过开启危急疏水管路调节阀排水至凝汽器，危急疏水阀（AHP118/218/120/220VL）在高加液位达到高一液位时开启，达到高二液位时全开。当高加液位达到高三液位，则隔离此列高加的汽侧和水侧。高压加热器简化流程如图1所示。

图1 高压加热器工作流程图

3 原因分析

现场核查DCS系统发现，AHP601RE、AHP602RE高加在高一液位突然提升至高三液位，用时约10 s，且在高三液位持续不长，随后20 s左右疏水恢复至正常水位。

经汽轮机厂家确认，在冲转过程中，高压缸至高加的水量不会超出稳定工况的水量。经高加厂家确认，高一液位上升与高三液位之间的罐体容积约为1.55 m3。由热平衡图可知，满功率时，高压缸去6#、7#双列高加的抽汽量为148.827 kg/s（由核电项目冲转操作单可知，机组冲转阶段MSR疏水不进高加，所以，6#高加的疏水量只考虑抽汽量），因此，单列6#高加的疏水量为74.42 kg/s。按照130 ℃（冲转期间除氧器的给水温度）水密度计算，满功率时，10 s内疏水至单列6#高加的最大容量约为0.80 m3，远小于高加从高一至高三液位壳侧容积，所以，可以确认冲转过程中高加出现的高三液位为虚假液位，不是高加实际的疏水量增加引起的，与液位的调节系统无关。

4 冲转过程高加液位变化对比分析

分别选取核电机组在2015-11、2016-01、2016-04机组暖机（即汽轮机转速维持在390 rpm过程中）、机组冲转过程中（即汽轮机转速从390 rpm升至1 500 rpm过程中）和机组冲转后（即汽轮机转速稳定在1 500 rpm过程中）高加液位的变化情况进行对比、分析，具体如表1所示。

结合表1，经分析可知：①机组冲转过程时间比较短，在此期间高加液位出现扰动，会出现峰值。②在机组暖机过程中，高加液位未明显上升，基本稳定。因此，可初步判断，在机组暖机过程中，开启高加运行排汽（至除氧器）隔离阀不会对高加液位有明显的影响。③2015-11，2016-01，机组冲转后的高加液位均低于暖机时的高加液位，且机组冲转后的高加液位均接近正常液位。④由表1可知，机组暖机前高加液位越高，冲转

过程中的高加液位峰值越高。2016-01，暖机以及沖转过程中6#、7#高加液位变化有相似的情况。⑤2015-11，2016-01，在机组冲转过程中，除氧器压力略有波动。在机组暖机过程中，7#高加抽汽母管压力比6#高加略低，即在机组暖机过程中，7#高加无法正常疏水至6#高加。在机组暖机过程中、机组冲转过程中和机组冲转后，6#高加抽汽母管压力均低于除氧器的压力，即整个机组暖机以及冲转过程中6#高加无法正常疏水至除氧器。

5 结论和建议

由相关分析得出：①在某核电机组2016-04机组汽轮机冲转过程中，高加出现的高三液位确定为虚假液位；②如果机组冲转前投运高加，则机组冲转过程中高加液位会出现一定程度的扰动。

因此，建议在机组冲转前通过6#、7#高加危急疏水管路调节控制壳侧液位介于正常液位与低液位之间。在冲转并网过程中，主动隔离高加汽侧，仅投运水侧。在并网后，再逐步投运高加汽侧。

参考文献

[1]广东核电培训中心.900 MW压水堆核电站系统与设备[M].北京：电子能出版社，2007.

〔编辑：白洁〕