紀(jì)春雷 郭慶沖

（中核核電運(yùn)行管理有限公司運(yùn)行四處，浙江 海鹽314300）

1 RRB系統(tǒng)簡(jiǎn)介

硼加熱系統(tǒng)（RRB系統(tǒng)）是為硼溶液流過(guò)的管道、閥門和泵進(jìn)行伴熱的系統(tǒng)。硼溶液流過(guò)的設(shè)備都被伴熱和保溫，以維持流體循環(huán)，防止硼酸結(jié)晶，因?yàn)榻Y(jié)晶是一種不可逆現(xiàn)象。硼加熱系統(tǒng)包括電伴熱、相應(yīng)的電力回路配電裝置、儀表和控制設(shè)備。各種加熱元件的位置考慮了包括墻和地板貫穿件的管道布置、高低位置以及室溫。RRB包括兩個(gè)相同的冗余加熱回路，即正?；芈泛蛡溆没芈?。它們按照保持管道溫度在結(jié)晶溫度以上的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)?！罢！被芈愤B續(xù)運(yùn)行，“備用”回路僅在正?；芈烦霈F(xiàn)故障時(shí)投入運(yùn)行，以維持所要求的工藝流體溫度。正?；芈泛蛡溆没芈烽g是實(shí)體分隔的，每個(gè)加熱回路都由加熱元件、溫度控制器（溫控器）、傳熱膠泥和每個(gè)管段的保護(hù)套組成。兩個(gè)回路的溫度測(cè)量系統(tǒng)是公用的，每個(gè)管段都裝有兩個(gè)熱電偶。硼加熱系統(tǒng)（RRB）始終投入運(yùn)行。在正常運(yùn)行工況下，硼酸管線由溫控器控制溫度的伴熱回路進(jìn)行伴熱。當(dāng)管道表面溫度達(dá)到高整定值（Tmax）時(shí)，溫控器切斷電源，管道溫度降低到低整定值（Tmin）時(shí)，再給加熱元件通電。正?；芈罚∟）與備用回路（S）溫控器控制整定值之間的關(guān)系為：TSmin＜TSmax=TNmin＜TNmax。如果正?；芈凡荒馨匆筮\(yùn)行，則當(dāng)管道溫度下降到TSmin時(shí)，備用回路才會(huì)接通。

2 事件一

2019年3月初，中控頻繁觸發(fā)8RRB301AA（應(yīng)急電加熱器投入）報(bào)警，根據(jù)報(bào)警響應(yīng)要求，按報(bào)警規(guī)程在核島值班室RRB上位機(jī)上查看8RRB系統(tǒng)備用回路伴熱絲投運(yùn)狀態(tài)為加熱的是8RRB834RS，其對(duì)應(yīng)的正?；芈钒闊峤z8RRB734RS也處于投運(yùn)狀態(tài)。備用回路伴熱絲8RRB834RS溫度調(diào)節(jié)整定值為50℃＜T＜55℃，正?；芈钒闊峤z8RRB734RS溫度調(diào)節(jié)整定值為55℃＜T＜60℃。

2.1 確認(rèn)8RRB734RS和8RRB834RS具體位置

通過(guò)查看8RRB布置圖確認(rèn)該兩組RRB伴熱絲與8TEU020PO相關(guān)，但是根據(jù)8TEU020PO的沖洗保養(yǎng)操作票來(lái)看，8TEU020PO的前后隔離閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，伴熱絲8RRB734RS和8RRB834RS的位置沒(méi)有流體流動(dòng)，溫度應(yīng)該是不會(huì)有太大變化的。后來(lái)向?qū)９ぷ稍儯_認(rèn)8RRB734RS和8RRB834RS實(shí)際安裝其實(shí)延伸到了8TEU020PO本體旁，而現(xiàn)場(chǎng)由于保溫層的覆蓋，無(wú)法看到伴熱絲所處的具體位置。

最終根據(jù)專工的提示，通過(guò)比對(duì)RRB安裝圖紙、流程圖、現(xiàn)場(chǎng)管線實(shí)際走向后，確認(rèn)導(dǎo)致報(bào)警觸發(fā)的伴熱纜所在管線8TEU909為軸封引漏管線，其在流程圖上并未畫出。濃縮液泵8TEU020 PO的軸封熱水作用為維持機(jī)械密封溫度防止低溫結(jié)晶，平時(shí)軸封水始終投入，軸封水進(jìn)入泵軸后，大部分從引漏管線流向RPE，少量軸封泄漏水經(jīng)8RPR771管線泄漏至接水盤（即平常描述的每秒幾滴），伴熱絲8RRB734RS和8RRB834RS所在管線中僅有軸封泄漏水流過(guò)，無(wú)其他流體引入或者帶出熱量。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)情況檢查，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和原因分析

根據(jù)以上所介紹的內(nèi)容，基本可以判定備用伴熱纜的頻繁啟動(dòng)與8TEU020PO軸封沖洗水存在關(guān)系。初步假設(shè)軸封水溫度變化導(dǎo)致軸封引漏管線溫度變化，進(jìn)而引起RRB備用伴熱絲啟動(dòng)。

為此，開(kāi)展了以下檢查和試驗(yàn)：

（1）檢查電加熱器8TEU002RE的運(yùn)行情況：現(xiàn)場(chǎng)查看電加熱器顯示溫度72℃；

（2）檢查軸封沖洗水的流量：現(xiàn)場(chǎng)檢查軸封沖洗水排水口約3滴/秒；

（3）檢查管道保溫情況：現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)電加熱器出口有一段管道沒(méi)有保溫層。電加熱器內(nèi)雖然有72℃但是到有保溫層的管道入口處也只有46℃了，再經(jīng)過(guò)有保溫層的管道后到達(dá)泵時(shí)的溫度只會(huì)更低。

基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并征得主控同意后，關(guān)小8TEU895VB調(diào)整軸封沖洗水流量至1滴/秒，以期減少冷源進(jìn)入量。調(diào)整后查看RRB上位機(jī)上的溫度趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn)溫度下降的更多。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為由于軸封水流量小，管道內(nèi)的水相當(dāng)于死水，無(wú)保溫層管段相當(dāng)于一個(gè)冷卻器，一直由空氣在把水冷卻，導(dǎo)致進(jìn)泵的軸封水溫度過(guò)低。

對(duì)此現(xiàn)象，我們反向思考，認(rèn)為如果能將軸封水流量調(diào)大，讓管道內(nèi)水流速加快，以期減弱降溫效果，使得進(jìn)泵溫度升高。于是現(xiàn)場(chǎng)將泵軸封水流量調(diào)整至約5滴/秒（接近線狀）后觀察發(fā)現(xiàn)溫度先下降，后升逐漸升高，有一定效果。先降溫是由于管道內(nèi)的較低溫水注入，后升高是正常和備用回路伴熱絲的加熱效果以及無(wú)保溫層管道出口溫度由于流速增大而溫度升高，最高升高到了約55℃。

2.3 改進(jìn)建議

根據(jù)以上分析和總結(jié)的情況，提出3點(diǎn)改進(jìn)建議：

（1）將軸封水流量稍微調(diào)大，讓管道內(nèi)水流速加快，減弱電加熱器到泵軸封處管段的降溫效果，使得進(jìn)泵溫度升高，但也不能過(guò)大，過(guò)大會(huì)使電加熱器來(lái)不及加熱水，建議流速調(diào)整為接近線狀流；

（2）提高電加熱器溫度和容量，以期使得進(jìn)入泵軸的水溫大于備用伴熱絲啟動(dòng)定值50℃且要保證長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行熱水器溫度不會(huì)降低；

（3）對(duì)熱水器出口約1 m長(zhǎng)的無(wú)保溫層管道進(jìn)行加裝保溫材料，減少電加熱器熱水出水的散熱降溫。

2.4 目前現(xiàn)場(chǎng)已采取的改進(jìn)措施和運(yùn)行情況

電加熱器8TEU002RE現(xiàn)場(chǎng)已更換為容量更大的熱水器，并將電加熱器溫度從72℃調(diào)整到了75℃，軸封水流量也已稍調(diào)大至接近線狀。目前上述兩個(gè)改進(jìn)措施進(jìn)行后，正?；芈?RRB734RS的溫度趨勢(shì)呈波浪形地在其運(yùn)行溫度定值內(nèi)來(lái)回波動(dòng)，備用回路8RRB834RS基本不需要啟動(dòng)輔助加熱。

3 事件二

2020年10月下旬開(kāi)始，中控頻繁觸發(fā)8RRB301AA（應(yīng)急電加熱器投入）報(bào)警，根據(jù)報(bào)警響應(yīng)要求，按報(bào)警規(guī)程在核島值班室RRB上位機(jī)上查看8RRB系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，檢查原因?yàn)閭溆门鸢闊峤z8RRB206RS頻繁啟動(dòng)，初步認(rèn)為管道可能存在硼酸結(jié)晶，2020年12月3日，開(kāi)始著手分析處理，對(duì)8REA005BA充入少量清水，以期溶解硼酸結(jié)晶，但是經(jīng)過(guò)近半天觀察，沒(méi)有緩解現(xiàn)象，于是開(kāi)始具體深入分析查找原因。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)情況檢查，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和原因分析

查看設(shè)備布置圖，確認(rèn)8RRB206RS對(duì)應(yīng)加熱管道為8REA005BA疏水閥8REA601VB上游管道，其對(duì)應(yīng)正?；芈放鸢闊峤z8RRB106RS。查儀控定值清單，確認(rèn)8RRB006MTEU控制正?；芈放鸢闊峤z8RRB106RS，8RRB006MTL控制備用回路硼伴熱絲8RRB206RS，其啟停定值如下：備用回路伴熱絲8RRB206RS溫度調(diào)節(jié)整定值為63℃＜T＜68℃，正?；芈钒闊峤z8RRB106RS溫度調(diào)節(jié)整定值為68℃＜T＜73℃。

通過(guò)查看RRB上位機(jī)上8RRB006MTEU和8RR B006MTL的溫度趨勢(shì)圖，發(fā)現(xiàn)其溫度一直穩(wěn)定在63℃左右到68℃左右的區(qū)間來(lái)回波動(dòng)，十分規(guī)律，且兩者溫度趨勢(shì)一致，這就首先可以排除溫度探頭漂表問(wèn)題。如果自動(dòng)控制沒(méi)有問(wèn)題，那么就存在硼伴熱絲本身有問(wèn)題的可能性，例如伴熱絲故障不加熱或者加熱能力不足。由于其溫度一直穩(wěn)定在備用回路硼伴熱絲的控制溫度63℃到68℃，我們初步懷疑正?；芈放鸢闊峤z8RRB106RS故障，去現(xiàn)場(chǎng)電源柜內(nèi)測(cè)量8RRB106RS和8RRB206RS同時(shí)運(yùn)行時(shí)的電流都為3 A左右，與額定電流2.4 A差別不大。12月5日夜班，對(duì)8RRB106RS電源斷開(kāi)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)備用回路伴熱絲8 RRB206RS單獨(dú)運(yùn)行時(shí)溫度趨勢(shì)與之前兩個(gè)硼伴熱絲一起運(yùn)行時(shí)不一樣，最低到達(dá)60℃多一點(diǎn)后基本穩(wěn)定，之后重新合上8RRB106RS電源開(kāi)關(guān)，溫度趨勢(shì)與斷開(kāi)前恢復(fù)一致。這說(shuō)明8RRB106RS和8RRB206RS都有加熱效果，只是對(duì)于目前的狀態(tài)，顯得加熱能力不足。

考慮到12月3日早班對(duì)8REA005BA少量充水后，8RRB006MTEU和8RRB006MTL的溫度趨勢(shì)與沒(méi)開(kāi)始充水之前并沒(méi)有明顯變化，我們開(kāi)始分析加熱能力不足的原因。翻看KIT趨勢(shì)圖，確認(rèn)8RRB301AA頻繁報(bào)警初次出現(xiàn)時(shí)間為2020年10月3日13:00左右，結(jié)合4REA004BA液位計(jì)4REA052MN趨勢(shì)，確認(rèn)為10月3日對(duì)4REA004BA初次制硼時(shí)，8REA005BA充水操作后8RRB206RS開(kāi)始投入，之后一直未消除。機(jī)組運(yùn)行這么多年下來(lái)，以前也未碰到該問(wèn)題，所以該現(xiàn)象肯定與本次制硼操作有關(guān)聯(lián)。查看8REA005BA配置濃硼酸結(jié)束后的沖洗操作票（C8REA005），確認(rèn)每次制硼結(jié)束后，對(duì)8REA005BA沖洗完畢后罐內(nèi)應(yīng)為排空狀態(tài)。討論后，認(rèn)為8REA005BA少量充水后8REA601VB上游管段和8REA005BA底部有少量水，這些水在硼伴熱絲加熱的情況下，由于熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流的現(xiàn)象，使得8RRB106RS和8RRB206RS本該加熱的區(qū)域變大了，又由于這兩根伴熱絲加熱能力有限，所以8RRB106RS溫度一直加熱不到73℃，長(zhǎng)期保持運(yùn)行，8RRB206RS在68℃停運(yùn)后溫度低至63℃時(shí)又來(lái)回啟動(dòng)。

為了驗(yàn)證該設(shè)想，12月6日夜班，將8REA005BA內(nèi)的水徹底排空。觀察溫度趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)溫度先快速下降至最低37℃左右，后又逐漸上升至73℃左右，期間8RRB106RS和8RRB206RS按其邏輯自動(dòng)停運(yùn)。開(kāi)始的溫度快速下降是由于排水過(guò)程中 罐內(nèi)冷水對(duì)管道的沖刷引起，后面溫度較快的逐漸上升原因是管道內(nèi)空氣相對(duì)于之前的水，隔熱能力較好，8RRB106RS和8RRB206RS只需加熱本該加熱的管道壁就行了，加熱能力滿足當(dāng)前狀況，過(guò)程現(xiàn)象和結(jié)果都符合我們的設(shè)想。經(jīng)過(guò)幾個(gè)循環(huán)的觀察，8RRB206RS不再啟動(dòng)，8RRB301AA也不再規(guī)律性的觸發(fā)，問(wèn)題得到解決！

3.2 報(bào)警原因結(jié)論

根據(jù)以上種種現(xiàn)象和分析驗(yàn)證，可以確認(rèn)出現(xiàn)8RRB206RS頻繁啟動(dòng)觸發(fā)8RRB301AA報(bào)警現(xiàn)象的原因?yàn)椋荷洗沃婆鸾Y(jié)束沖洗后，8REA005BA和8REA601VB所在管道內(nèi)的水未完全排空，在8REA005BA和8REA 601VB所在管道內(nèi)有水的情況下，會(huì)使得8RRB106RS和8RRB206RS的加熱功率不夠。

4 結(jié)語(yǔ)

3/4號(hào)機(jī)組硼加熱系統(tǒng)（RRB）部分備用伴熱纜長(zhǎng)期處于投運(yùn)狀態(tài)，導(dǎo)致中間控制室的RRB系統(tǒng)報(bào)警8RRB301AA頻繁閃發(fā)，不利于主控室人員對(duì)于RRB系統(tǒng)運(yùn)行情況的全面監(jiān)視。經(jīng)系統(tǒng)性整治后，大部分伴熱纜均已恢復(fù)正常主備用功能，但溫度低的情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致部分正常回路和備用回路同時(shí)啟動(dòng)，觸發(fā)報(bào)警。通過(guò)以上兩個(gè)事件的分析，為避免8RRB301AA報(bào)警頻繁觸發(fā)，特提出如下建議：

（1）由于8REA005BA內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，底部出水口濾網(wǎng)比罐底高約10 cm，正常傳硼后，罐子底部是無(wú)法完全排空的，在還未沖洗的情況下罐子底部存水可能導(dǎo)致報(bào)警出現(xiàn)。建議制硼結(jié)束沖洗完畢后，確認(rèn)通過(guò)疏水閥8REA601VB所在管道排水完全排空，且8REA005BA蓋子蓋好。

（2）建議提高正?；芈稲RB伴熱纜的加熱功率，如提高其運(yùn)行電壓。