浅谈常规岛疏水方式及应用

冷珏科

摘 要

压水堆核电汽轮机组新蒸汽是饱和蒸汽，使得热力系统运行中会连续产生大量疏水，保证设备和管道运行中能正常地疏水，防止积水造成严重的水冲击损坏事故，同时减少汽水介质和能量的损失，有效的保证机组的安全和经济运行。本文主要针对蒸汽管道和加热器的疏水进行介绍和分析，主要包括疏水方式、疏水控制器的运行方式和控制以及现存问题和看法。

关键词

疏水;疏水方式;疏水阀;疏水器;U型管疏水

中图分类号： TH134                      文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.056

0 前言

疏水是将蒸汽管道、加热器等中的冷凝水及时有效的排出，控制加热器中的水位在正常范围内，保证加热器的高效效率;蒸汽管道的积水不及时排除，将会引起管道出现振动大，管道水击、汽蚀等加速管道设备的腐蚀等故障，严重时冷凝水将进入汽轮机本体，损坏汽轮机叶片、转子等机械部件。疏水点一般设置在管道的低位点、暖气管道的末端以及蒸汽不流通的死管段，并将疏水点与疏水母管、凝汽器或疏水扩容器相连，有效地将疏水及时排出。

我厂的疏水方式可分为能动方式和非能动方式，能动方式疏水为利用疏水阀或者利用疏水器控制冷凝水水位;非能动型疏水依靠重力或者压差进行的疏水。

疏水方式在常规岛系统中的应用有：

如疏水控制阀应用于高低压加热器、GSS汽水分离再热器等。

倒置型疏水器应用在GCT-C排汽管道上。

U型水封疏水应用在蒸汽发生器排污、轴封加热器水位控制中。

下面将对我厂常规岛系统中的几种疏水方式进行介绍。

1 疏水阀控制疏水

1.1 高低压加热器的疏水

1.1.1 疏水方式和作用

我厂为了提高热力系统循环效率，设置了6级加热器，其中高压加热器3级，低压加热器3级。所谓加热器中水位控制实质是加热器疏水的水位控制，目的一方面是保证传热效果，另一方面是防止疏水经抽汽管进入汽机。

高压加热器的疏水采用逐级自流方式，加热器接受有关的汽轮机抽气及GSS系统来的扫汽、壳侧疏水、汽水分离再热器一级、二级再热器来的疏水，最后经5号高加的疏水通过正常疏水管线排入除氧器。出现紧急水位情况时，正常疏水阀门自动关闭，而高压加热器的疏水则通过自动开启的紧急疏水阀送往高压疏水扩容器。

高压加热器抽汽管道的疏水通过疏水管道上设置的疏水袋或者水位控制电动阀控制排入凝汽器。

低加疏水分为正常疏水和紧急疏水，正常疏水采用逐级回流方式返回凝汽器，当水位出现3高或者2高时，紧急疏水阀超驰打开，直接返回凝汽器。

机组功率运行期间，低压最后一级加热器的疏水相对高加5号而言，较困难。原因在于高加的疏水全部汇总到5号加热器后，疏水至除氧器中，疏水由下至上流动，一部分水闪蒸汽化后夹带在水中向上流动，不会出现汽塞现象;而低加疏水正好相反，由上向下疏水，最终至凝汽器。为有效的消除汽塞现象，在低加疏水管道中引入温度较低的冷却水，将产生的气泡及时冷却。

1.1.2 疏水器——疏水控制閥结构

高低压加热器的疏水执行机构为正常疏水阀和紧急疏水阀。阀门为气动阀，结构如图1。

1.1.3 控制阀的控制

加热器的正常疏水采用“逐级自流”方式，正常疏水阀为气开阀;紧急疏水均直接进入凝汽器，紧急疏水阀为气关阀。正常疏水阀和紧急疏水阀水位控制采取重叠控制，紧急疏水阀的水位整定值比正常疏水阀的整定值高，保证疏水器水位正常时通过正常疏水阀进入下一级加热器。

正常疏水阀和紧急疏水阀接受逻辑信号，通过阀门气源上的电磁阀将阀门放气来实现快开或快关。紧急水位出现时，逻辑量信号使正常疏水阀失去控制用压缩空气关闭，避免大量疏水进入下一级加热器造成下一级加热器出现紧急水位，逻辑量信号同时使紧急疏水阀失气开启，将疏水直接排入凝汽器。加热器水位出现高高高水位时，加热器就会自动隔离并退出运行，退出动作一般包含：水侧隔离关闭;抽汽隔离关闭;正常疏水阀关闭;紧急疏水阀开启;上一级加热器正常疏水阀关闭。控制逻辑图如图2。

2 疏水器在GCT-C应用

GCT-C系统疏水器以前采用的是热静力式疏水器，该种疏水器依靠温差自动控制阀门启闭，开关阀门较慢，造成阀门经常在两相流工况下运行，造成疏水不畅，使阀门阀体与密封面冲刷严重，平均一台疏水器寿命只有1～1.5年，疏水器更换频繁。为了解决现存疏水器的工作缺点，经过技术改造换型为倒置桶式疏水器。

倒置桶式蒸汽疏水阀是利用冷凝水和蒸汽的密度差的工作原理，内部结构简单，由杠杆系统控制连接倒吊桶，克服蒸汽压力来实现开关倒吊桶式疏水阀。疏水器的材质为不锈钢，耐腐蚀、耐磨损;工作过程中无蒸汽损失，高效节能;寿命长等优点。

3 U型水封疏水应用

3.1 CET轴封冷却器的疏水

轴封加热器内的水位采用了U型水封来控制，加热器的疏水通过U型水封管将加热器和凝汽器相连接，U型水封的工作原理简单可靠，主要依靠介质在U型水封管两端的压力差来实现非能动疏水，一般可按照U型水封设置的数量分为单级和多级，我厂应用为单级U型水封疏水。

U型水封使用范围很广，广泛应用于可靠性要求很高、疏水两端压差不大的系统中;U形管水封疏水方式优点是简单、可靠、免操作、免维护任何其他疏水方式，如电动、气动水位调节装置或倒吊桶式等都无法与其媲美。除了在轴封加热器系统中，U型水封还被用于我厂的蒸汽发生器排污系统中的疏水，足见其可靠性高。

4 有关疏水技术改造

常规岛蒸汽管线增加旁路疏水器

改造原因

常规岛主蒸汽管道及高加至加热器抽汽管道疏水装置大多采用疏水控制阀和旁路手动阀或电动阀形式，因核电机组采用的是饱和蒸汽，与火电机组相比，核电机组蒸汽管道疏水量较大，导致疏水控制阀甚至疏水控制阀的旁路电动阀频繁动作，由此带来一系列问题，如蒸汽管道上的控制疏水控制阀的液位开关卡塞、阀杆盘根泄漏、机组效率下降、管道弯头冲刷减薄严重等。

具体改造的内容

在常规岛蒸汽管道现疏水装置上增加一路疏水器疏水，正常时蒸汽管道中的凝结水通过疏水器疏水，疏水器疏水能力不足时再通过疏水控制阀或旁路电动阀进行疏水。

5 常规岛疏水现在存在问题及其看法

1）疏水控制阀由于属于能动性控制，控制烦琐、复杂，各种控制卡件由于老化、过热等因素，造成控制阀故障频率增加。

2）疏水控制阀由于长期处于工作调节状态，可能造成阀门部件磨损，影响执行机构的快速反应能力;由于蒸汽和疏水的长期冲刷，阀瓣受到磨损出现密封不严等问题。

3）低压加热器由于管道和控制阀的布置问题，造成加热器排水不均匀，如图5。

3A正常疏水控制阀为046VL＼048VL＼050VL，疏水定值三个阀设定值为一样的，若水位定制到达，阀门动作的同时，阀门安装靠近的2C来水量大，而其余2A＼2B疏水小，水位下降后，疏水阀同时关闭。这就造成了疏水不够均匀，以至于影响热效率。

4）建议对具有高温疏水和汽化可能的疏水管线进行改造，增加冷却水管线，降低疏水温度，减少汽化的可能，减少汽水两相流出现的概率，防止管道形成汽锤。

5）常规岛有的系统的疏水依靠重力疏水至疏水母管，再由母管疏水至地沟或者疏水箱，可能存在疏水母管通过别的疏水管道返水至别的系统，危机别系统的设备安全。比如事件：1DVM014＼15ZV风机小室被淹事件，正是因为STR疏水，由于系统疏水时温度较高，至疏水母管和地沟的落差较大，系统未充分冷卻，在疏水的过程中，导致疏水汽化，管道内聚集大量的蒸汽，形成汽堵，无法疏水，造成母管内疏水大量积聚，母管通过支流造成返水至DVM014＼15ZV风机小室。

建议：（a）增加DVM014＼15ZV风机小室疏水管线至母管的隔离阀。

（b）建议对具有高温疏水和汽化可能的疏水管线进行改造，增加冷却水管线，降低疏水温度，减少汽化的可能，减少汽水两相流出现的概率，防止管道形成汽锤。

6 结束语

本文主要对我厂常规岛的疏水方式和控制以及现存的问题进行介绍，疏水对系统的重要性不可忽视，疏水的好坏直接影响了系统的稳定运行和机组的效率。

参考文献

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