核电站废液处理蒸发循环泵机封内漏缺陷的识别与应对方法

李念进 王家前

摘 要：论述了核电站运行人员如何通过异常参数识别核电站废液处理蒸发循环泵机封内漏的缺陷，以及在机组运行时针对该缺陷的应对处理措施。

关键词：核电站运行；废液处理；机封内漏；泵

1概述

核电站废液处理系统（TEU）采用低压头大流量的卧式离心泵作为核岛废液处理系统蒸发循环泵（9TEU006PO），用来冲刷循环管线，同时对浓缩液具有一定的加热作用，以避免蒸发回路硼结晶。

为了防止放射性浓缩液从9TEU006PO的轴封处漏出，该泵典型的轴向双端面机械密封，分内外侧两个机械密封，两个密封组件之间设计有循环冷却水回路，用于冷却密封组件。内侧机械密封阻止冷却水向泵腔内泄漏注入，外侧机封阻止机封冷却水向外界环境泄漏，这样的双向密封设计是为了阻止TEU系统内放射性废液向外泄漏。两侧密封环及其附属密封装置失效，即分别形成机封内漏和外漏。泵的两道密封组件，由一路闭式循环的除盐水回路（SED）来冷却，其动力由位于两个密封之间，固定安装在泵轴上的一个小涡轮来提供。冷却的水源由系统冷却水箱（9TEU015BA）提供，而015BA内的水又由设备冷却水系统（RRI）的水来冷却，在015BA底部有一路SED的补水管线。9TEU015BA上部由压缩空气覆盖，使系统保持7个Bar以上压力，使闭式循环的压力始终大于TEU回路的压力。

2故障识别

核电站运行人员的一个重要职责是通过巡盘发现异常仪表指数，并据此对故障进行初步的识别和判断。某次夜班发现废液处理系统蒸发器（9TEU001EV）自两天前转至状态“6”（热备用状态）以来，本体液位计（100MN）显示液位以每10小时上涨70mm的速度上涨（通常为每10小时上涨20mm左右），趋势稳定。紧固相关SED阀门后趋势不变，后对9TEU001EV實施主隔离将9TEU006PO机封进行更换，9TEU001EV液位上涨现象消失。

当9TEU006PO机封有缺陷时，015BA液体倒流到001EV本体，将导致异常的液位上涨现象。研究发现，9TEU001EV液位趋势异常及液位高高报警是指向蒸发循环泵机封内漏缺陷的重要特征。

1）通过9TEU001EV液位趋势识别

006PO机封内漏后会有SED水进入001EV内，最显著的特征就是100MN液位计显示液位上涨。在001EV处于状态“6”时，根据以往006PO机封内漏缺陷，漏量在每10小时50-70mm左右。001EV在状态“6”时会由于蒸发将本体内液体蒸发至001CS内，因此根据趋势，应对比每次007PO启动结束时的001EV液位，根据007PO启动间隔时间和液位差来判断漏量大小。

根据经验，006PO机封内漏往往发生在状态“5”转状态“6”后，因此在9TEU001EV转热备用后的24小时里应密切关注001EV的液位变化情况，通常情况下，9TEU007PO每10小时启动一次，因此001EV最高液位会在007PO启动停运后出现。

2）通过响应9TEU001EV高液位报警识别

当001EV处于状态“6”热备用时出现高液位报警应该异常警惕，高液位报警出现后应立即建立100MN液位趋势查看液位上涨速率，如果液位上涨速率在每10小时70mm以下，那么液位整体可控。如果液位上涨速率较快，短时间内上涨至高液位导致不可控上涨，继而会快速上涨至高高液位使001EV跳至状态“0”（停运状态，对应于整个蒸发系列被隔离，所有泵停运，除排气阀TEU263VV、267VA外的所有阀门关闭）。

3应对措施

3.1通过疏排001CS内蒸馏水来间接降低001EV液位维持001EV在状态“6”

如果006PO机封内漏漏量可控，即机封内漏漏量小于001EV蒸发至冷凝器（9TEU001CS）内的蒸发量，当006PO机封缺陷在短时间内无法处理时必须保证9TEU001EV维持在热备用状态，为了避免机封长时间内漏导致001EV液位上涨至高高液位使9TEU001EV跳至状态“0”，可以通过开启9TEU265VD在未达到007PO启动定值（600mm）前将9TEU001CS内蒸馏水排至RPE，避免007PO启动将蒸馏液重新打入001EV本体。值得注意的是，开启265VD的前提条件是001EV液位还处于比较高的区间，可以以高液位为限，挂有高液位报警排001CS内蒸馏液，高液位报警消失时暂停疏水操作，否则一味开启265VD疏水会将001EV本体浓缩液间接排空。

3.2 001EV高高液位跳闸至状态“0”后的重新启动

001EV高高水位使蒸发器分离器效果变差，使水滴随蒸汽进入冷凝器，则会使蒸馏液的放射性高。出现高高水位之后，蒸发器自动停运，这时为了重新启动，必须排放部分流体。但应遵循“排放蒸馏液而不排放浓缩液”的原则，即可暂时旁路高高水位信号，将蒸发器置于状态“2” （加热准备状态），微开蒸汽供应阀（流量0.5t/h左右），使冷凝器水位上升，然后开启冷凝器疏水阀排掉部分蒸馏液达到目的。

如果006PO机封内漏漏量不可控或机封小流量内漏后干预不及时，即机封内漏漏量大于001EV蒸发至001CS内的蒸发量，机封长时间内漏将导致001EV液位上涨至高高液位使001EV跳至状态“0”，由于006PO停运使100MN快速上涨至满量程，相关气动调节阀跳至手动状态。这时应根据S程序将001EV启动至状态“1”（充罐状态，对应于蒸汽发生器充灌废液的状态），随后将001EV启动至状态“2”，在状态“2”时开启265VD进行疏水以间接降低001EV本体液位，反复执行两次疏水操作即可将001EV转至状态“3”，然后从状态“3”直接转至状态“6“保持热备用，热备用期间至该缺陷处理前应特别注意001EV的液位，必要时开启265VD进行疏排水操作。

3.3处理006PO机封内漏缺陷实施主隔离前后的流体传输

机封内漏需要将001EV进行整理隔离，将006PO进行拆解，所以在实施主隔离前需要将001EV整体隔离排空。

1）将 001EV内浓缩液传至9TES001BA

在准备将001EV内浓缩液传至9TES001BA前，应确认9TES001BA有足够的容积接纳001EV内的浓缩液。如果在进行传输工作前，9TES001BA为空罐，且001EV本体液位位于热备用状态下的正常液位，将001EV置于状态“0”，然后置于状态“4.1”（蒸发器内浓缩物向TES001BA输送。当蒸发器内的浓缩液的硼浓度达到一定值时就将浓缩液传到TES001BA），进行浓缩液传输工作。那么当001EV排空后，9TES001BA大约处于9TES001EV高液位报警位置。应当注意，如果9TES001BA液位正处于高液位定值附近，必要时停运9TES001AG，使液位保持稳定。

2）将9TES001BA浓缩液回传至001EV再处理后传至9TES001BA

如果在001EV内浓缩液传至9TES001BA前，9TES001BA已装有浓缩液，且9TES001BA内浓缩液还达不到固化条件，即9TES001BA已没有足够的容积来接纳001EV内的浓缩液，这就需要将001EV置于状态“5”下，然后置于状态“4.2”（TES001BA内浓缩物向蒸发器输送，当TES001BA内的浓缩液的硼浓度没有达到标准时，可传回TEU进行蒸发浓缩处理），将9TES001BA浓缩液回传至001EV再处理，通过这种手段来处理9TES001BA内浓缩液，直至9TES001BA内浓缩液处理完毕后再根据方法（1）将001EV内浓缩液传至9TES001BA。

3）将9TES001BA中的浓缩液回传至001EV

与方法（2）不同的是，此次传输是在001EV主隔离解除后，001EV内没有浓缩液，为了001EV后续的启动工作，只要将9TES001BA内浓缩液回传至001EV即可，所以这次操作应是001EV在状态“0”时进行。