黃耀 張繼東

【摘 要】論文通過(guò)對(duì)某核電廠SEC泵房高溫報(bào)警問(wèn)題的分析，提出了針對(duì)控制熱源、改善通風(fēng)、修改報(bào)警等方面的應(yīng)對(duì)與改進(jìn)措施，防止由于房間內(nèi)高溫而影響SEC泵的安全與可用性。

【Abstract】Based on the analysis of the high temperature alarm problem of SEC pump room in a nuclear power plant， this paper puts forward the countermeasures and improvement measures to control the heat source， improve the ventilation， modify the alarm and so on， so as to avoid the high temperature in the room to affect the safety and availability of the SEC pump.

【關(guān)鍵詞】核電廠；SEC泵房；高溫；改進(jìn)

【Keywords】nuclear power plant；SEC pump room；high temperature；improvement

【中圖分類號(hào)】TK39 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0168-02

1 問(wèn)題描述

2017.8.22日某核電廠1號(hào)機(jī)組與3號(hào)機(jī)組主控室相繼出現(xiàn)1DWS012KA（B列SEC泵房溫度高）和3DWS011KA（A列SEC泵房溫度高）報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)檢查SEC（重要廠用水系統(tǒng)）泵房?jī)?nèi)溫度已接近或超過(guò)40℃，達(dá)到了報(bào)警設(shè)定值從而引發(fā)報(bào)警。為保證SEC泵的安全可用，主控室操縱員啟動(dòng)了同列中備用的另一臺(tái)SEC泵，停運(yùn)了產(chǎn)生報(bào)警的SEC泵。隨著SEC泵的切換運(yùn)行與室外高溫條件的逐漸緩解，SEC泵房高溫報(bào)警的問(wèn)題得以解決。

2 原因分析

DWS（重要廠用水泵站通風(fēng)系統(tǒng)）是一種“機(jī)械進(jìn)風(fēng)+自然排風(fēng)”的直流式通風(fēng)系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組由A、B兩列組成，每列均為兩個(gè)實(shí)體隔離的SEC泵房進(jìn)行通風(fēng)，以保證房間內(nèi)運(yùn)行設(shè)備和維修人員在夏季有合適的溫度條件[1]。由于SEC系統(tǒng)是一個(gè)安全有關(guān)系統(tǒng)，而DWS系統(tǒng)是SEC系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需的，因此DWS也是一個(gè)安全有關(guān)系統(tǒng)[2]。

經(jīng)查詢KNS（核電廠實(shí)時(shí)信息監(jiān)控系統(tǒng)），1DWS012KA和3DWS011KA觸發(fā)時(shí)，相應(yīng)的SEC泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常，電機(jī)軸承、繞組、泵軸承等各處溫度均滿足運(yùn)行技術(shù)規(guī)范要求，無(wú)異常發(fā)熱情況，室內(nèi)熱負(fù)荷也維持在正常水平，并無(wú)明顯改變。DWS風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、過(guò)濾器等各項(xiàng)參數(shù)均正常，運(yùn)行穩(wěn)定，可初步排除DWS通風(fēng)換熱故障。DWS溫度探頭經(jīng)校驗(yàn)后也無(wú)問(wèn)題，動(dòng)作偏差在允許范圍內(nèi)。

SEC泵房高溫報(bào)警產(chǎn)生時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)DWS入口溫度為36.6℃，而查詢DWS系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，入口溫度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值為33.5℃，該基準(zhǔn)溫度來(lái)源于《廠址有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)》。其選取的是最近10年3個(gè)最熱月中等于或超過(guò)1%時(shí)間的干球溫度（即平常所說(shuō)的氣溫）。根據(jù)設(shè)備維修手冊(cè)， SEC泵及電機(jī)熱負(fù)荷為40kW，CFI泵的熱負(fù)荷為6kW，總熱負(fù)荷是46kW，室外溫度取36.6℃，室內(nèi)溫度取40℃，計(jì)算所需風(fēng)量為[3-5]：

即在室外溫度36.6℃時(shí)，要保證室內(nèi)溫度不高于40℃，需要風(fēng)量為42289，

而實(shí)際測(cè)量的DWS最大風(fēng)量為38512，實(shí)際風(fēng)量偏小。

對(duì)比同緯度地區(qū)的其他電廠，DWS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本相似，采用的風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備也都一致。分析各電廠SEC泵數(shù)據(jù)（表1）發(fā)現(xiàn)，L/K及D電廠采用的電機(jī)功率較小，其熱負(fù)荷也相應(yīng)較小。L/K電廠從未出現(xiàn)過(guò)SEC泵房高溫報(bào)警，D電廠曾出現(xiàn)過(guò)報(bào)警，但通過(guò)調(diào)大風(fēng)閥開(kāi)度后，沒(méi)有再出現(xiàn)報(bào)警的情況。而Y/N/F采用的電機(jī)功率較大，其熱負(fù)荷也相應(yīng)較大，這些電廠均發(fā)生過(guò)SEC泵房高溫報(bào)警的事件，且有重發(fā)的情況。通過(guò)分析同期歷史氣象資料發(fā)現(xiàn)，Y/N/F電廠的報(bào)警全部發(fā)生在當(dāng)?shù)貥O端高溫天氣出現(xiàn)之時(shí)，在此條件下，DWS通風(fēng)設(shè)計(jì)余量難以滿足SEC泵房降溫的需求，因此產(chǎn)生高溫報(bào)警。

3 應(yīng)對(duì)與解決措施

根據(jù)上述分析，SEC泵房高溫報(bào)警產(chǎn)生的主要原因是極端高溫天氣超出了DWS通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和余量，SEC泵房?jī)?nèi)的熱負(fù)荷難以及時(shí)排出，室內(nèi)溫度上升到傳感器設(shè)定值而產(chǎn)生報(bào)警。因此，應(yīng)對(duì)與解決措施主要考慮從控制熱源、改善通風(fēng)、修改報(bào)警等三方面著手。

①控制熱源方面，作為臨時(shí)措施，可考慮切換運(yùn)行的SEC泵。由于每個(gè)SEC泵是安裝在不同的房間，相互之間是實(shí)體隔離的，因此，切換運(yùn)行的SEC泵可使存在報(bào)警的房間不再有熱負(fù)荷產(chǎn)生，房間內(nèi)的溫度能夠逐步得到冷卻、恢復(fù)正常。

②改善通風(fēng)方面，可調(diào)大DWS風(fēng)閥開(kāi)度，以減少風(fēng)阻增加通風(fēng)風(fēng)量。

如圖1所示，假設(shè)風(fēng)機(jī)在正常情況下工作在A點(diǎn)（此時(shí)風(fēng)機(jī)并不一定滿載運(yùn)行）。當(dāng)調(diào)大風(fēng)閥開(kāi)度時(shí)，靜壓會(huì)減小，風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)將由A點(diǎn)移動(dòng)至B點(diǎn)，此時(shí)風(fēng)量將會(huì)增加。但某電廠在出現(xiàn)SEC泵房高溫報(bào)警時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)閥開(kāi)度已調(diào)至最大，無(wú)法再通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)閥來(lái)增大風(fēng)量。

在DWS室外進(jìn)風(fēng)口處增加間接蒸發(fā)式降溫設(shè)備，利用水吸熱的原理在高溫天氣下可獲得溫度略低的冷空氣，使其達(dá)到目前通風(fēng)設(shè)計(jì)室外參考溫度，此類型設(shè)備在廣東工廠車間應(yīng)用廣泛，其降溫效果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可以滿足工藝要求。

臨時(shí)打開(kāi)DWS過(guò)濾間的門(mén)，或?qū)⑵涓某筛駯艩钣谰霉袒?，從PX泵站大廳獲取比室外溫度低的空氣作為一路進(jìn)風(fēng)，與原室外進(jìn)風(fēng)混合后送入SEC泵房。按并聯(lián)風(fēng)管的阻力平衡法，可知兩路風(fēng)的比例約為4：10，這樣泵房送風(fēng)溫度將比全部從室外吸取低2℃左右。N電廠曾采取此臨時(shí)措施，經(jīng)驗(yàn)證的確能夠有效降低房間溫度，消除報(bào)警。

在SEC泵房增加工業(yè)風(fēng)扇對(duì)房間輔助循環(huán)，加強(qiáng)對(duì)流。F電廠采用后效果尚可，報(bào)警消失。增加DWS在泵房底部位置出風(fēng)口面積，也可改善SEC泵的周圍空氣流動(dòng)性差的問(wèn)題，使房間溫度分布更均勻。

增加風(fēng)量為5000的臨時(shí)風(fēng)機(jī)，確保極端氣候條件下SEC泵房溫度不超出運(yùn)行技術(shù)規(guī)范要求。

DWS新風(fēng)入口設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度為33.5℃，但根據(jù)近幾年的實(shí)際情況，夏季環(huán)境溫度較容易超出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值，且《廠址有關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)》中的極端最高氣溫為38.3℃。根據(jù)NB/T 20095-2012 《壓水堆核電廠安全殼外供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》第5.5.1節(jié) 廠址環(huán)境設(shè)計(jì)依據(jù)，第一，應(yīng)選擇最惡劣的觀測(cè)值作為每一主導(dǎo)氣象參數(shù)或氣象參數(shù)組合；第二，如果能夠證明，短時(shí)期內(nèi)超過(guò)不如設(shè)計(jì)基準(zhǔn)條件惡劣的氣象條件所導(dǎo)致的后果是可以接受的，則可以采用這樣的氣象條件[6]。故此應(yīng)重新評(píng)估校核現(xiàn)有DWS系統(tǒng)容量是否能夠滿足極端氣候條件下通風(fēng)降溫的需求，考慮對(duì)DWS系統(tǒng)進(jìn)行整體改造。

③修改報(bào)警方面，通過(guò)分析原始設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)備運(yùn)行條件從而考慮將報(bào)警設(shè)定值提高，也可以解決報(bào)警問(wèn)題。SEC泵廠家澄清泵及電機(jī)可在5～45℃環(huán)境條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。后續(xù)可從工藝角度分析修改定值的影響，但這要評(píng)估更高溫度環(huán)境對(duì)其他設(shè)備的影響，同時(shí)還需關(guān)注維修人員在此作業(yè)的職業(yè)安全等問(wèn)題。

此外，還有一種意見(jiàn)認(rèn)為可以將DWS溫度探頭進(jìn)行優(yōu)化布置來(lái)解決DWS高溫報(bào)警問(wèn)題。但筆者認(rèn)為此方案并未從根本上直面高溫產(chǎn)生報(bào)警的原因，雖然優(yōu)化布置（比如將溫度探頭移到房間內(nèi)溫度較低的地方）后可能不再出現(xiàn)報(bào)警，但這其實(shí)只是掩耳盜鈴。移位后新的安裝位置并不一定能夠代表SEC泵房的真實(shí)環(huán)境溫度，其對(duì)SEC泵的運(yùn)行的影響也難以評(píng)估。基于保守設(shè)計(jì)考慮，現(xiàn)在的探頭布置在SEC泵房-5m左右的樓梯轉(zhuǎn)角平臺(tái)處，與SEC泵電機(jī)大體在同一高度，距離1～2m，能夠較真實(shí)地測(cè)量SEC泵電機(jī)周圍環(huán)境溫度，其產(chǎn)生報(bào)警也可以提醒操縱員注意SEC泵電機(jī)是否存在異常情況，為設(shè)備安全運(yùn)行提供多一重保障。

【參考文獻(xiàn)】

【1】法國(guó)電力公司，法馬通公司（編）.中科華核電技術(shù)研究院有限公司（譯）. RCC-P 900MWe壓水堆核電廠系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造規(guī)則[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文件出版社，2011.

【2】陳濟(jì)東.大亞灣核電站系統(tǒng)及運(yùn)行[M].北京：原子能出版社，1994.

【3】NB 20095-2012 壓水堆核電廠安全殼外供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[S].

【4】GB 50019-2015 工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

【5】GB 755-2008 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能[S].

【6】電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院主編.空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.