王艷勝 焦敏 張陽(yáng) 高蘊(yùn)青

摘要：在日常運(yùn)行中，由于壓空系統(tǒng)故障產(chǎn)生缺陷非常多，而其中有很多可能造成機(jī)組瞬態(tài)，甚至停機(jī)停堆。SAP系統(tǒng)的作用是生產(chǎn)核電站所有動(dòng)力設(shè)施所需要的壓縮空氣。通過(guò)SAR壓縮空氣分配管網(wǎng)用于核島、常規(guī)島和外圍設(shè)備的啟動(dòng)控制器供氣，通過(guò)SAT壓縮空氣分配管網(wǎng)供氣，以滿足所有廠房?jī)?nèi)動(dòng)力設(shè)施運(yùn)行和維修的需要。SAP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足兩臺(tái)核電機(jī)組正常運(yùn)行、汽輪機(jī)停運(yùn)時(shí)的冷卻或干燥、停堆維修期間和安全殼壓力試驗(yàn)幾種工況的要求。

關(guān)鍵詞：控制技術(shù);核電廠;壓空系統(tǒng)

引言

核電廠壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SAP）是重要公共系統(tǒng)，為核電廠安全運(yùn)行提供生產(chǎn)動(dòng)力氣源。某電廠SAP系統(tǒng)涵蓋ZC廠房?jī)?nèi)主空氣壓縮機(jī)和干燥器、核島電氣廠房?jī)?nèi)的應(yīng)急空氣壓縮機(jī)和干燥機(jī)以及安裝在BOP管廊（GB）溝內(nèi)的壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)管網(wǎng)。一旦機(jī)組喪失壓縮空氣，則對(duì)核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，急需在機(jī)組調(diào)試過(guò)程中及早發(fā)現(xiàn)SAP存在的問(wèn)題并進(jìn)行深入分析與改進(jìn)。

1空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)工作原理

核電廠的空氣壓縮機(jī)為油潤(rùn)滑，水冷箱式螺桿型空氣壓縮機(jī)，分低壓缸和高壓缸兩級(jí)壓縮，出口為無(wú)油，無(wú)波動(dòng)壓縮空氣，最大工作壓力為10bar，ZC廠房?jī)?nèi)的每臺(tái)空氣壓縮機(jī)都封在一個(gè)絕熱箱內(nèi)，它主要由空氣過(guò)濾器、低壓轉(zhuǎn)子、中間冷卻器、高壓轉(zhuǎn)子、后冷卻器、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪罩、安全閥和控制系統(tǒng)組成。

空壓機(jī)從大氣取氣，經(jīng)空氣過(guò)濾后，由低壓轉(zhuǎn)子壓縮后，經(jīng)過(guò)中間冷卻器冷卻后，送到高壓轉(zhuǎn)子，高壓轉(zhuǎn)子出口經(jīng)過(guò)消音器，逆止閥后，送至后冷卻器冷卻，進(jìn)入除油過(guò)濾器。高壓轉(zhuǎn)子出口，當(dāng)管網(wǎng)壓力高時(shí)，由電磁閥控制，經(jīng)過(guò)消音器后直接排大氣。當(dāng)中間冷卻器或后冷卻器由于故障壓力達(dá)到安全排放壓力時(shí)，自動(dòng)排向大氣。油泵、低壓轉(zhuǎn)子、高壓轉(zhuǎn)子由機(jī)械連接并由同一電機(jī)帶動(dòng)，潤(rùn)滑油泵從油箱抽油至油泵，經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻后過(guò)濾，用以潤(rùn)滑各軸承及轉(zhuǎn)子?？諝鈮嚎s機(jī)主要結(jié)構(gòu)分為空氣系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

2壓縮空氣系統(tǒng)用戶及失氣后果

（1）安全殼內(nèi)壓空喪失分析。安全殼內(nèi)壓空用戶主要有：003BA供氣的用戶：RCV002/003/007/008/009/082/310/227VP，該重要用戶失氣時(shí)下泄隔離，輔助噴淋不可用;非重要用戶（無(wú)003BA）：RRA024/025/013VP，RCV257/258/259VP，RIS、RPE、REN、RCP等系統(tǒng)閥門;008/009BA供氣的用戶：REN102/101VP。非重要用戶失氣時(shí)除硼表可用外，以下皆不可用：正常噴淋，過(guò)剩下泄，安注逆止閥試驗(yàn)回路，RX廠房疏水排氣，余熱排除（RRA）調(diào)節(jié)，核島取樣，主泵3#立管補(bǔ)水，EVF，卸壓箱疏水排氣排水進(jìn)水，主泵消防，安注箱補(bǔ)氮?dú)猓珽TY隔離，KRT儀表。

（2）SAR278VA閥后至432VA前管線壓空喪失分析。該范圍用戶主要有：RX與LX廠房連接部分：VVP，ETY，RAZ，ASG，DVG等系統(tǒng)氣動(dòng)閥;NX、KX及其連接廠房：RCV，REN，RIS，REA，EPP，APG，DVK，RRI，EAS，DEG等系統(tǒng)氣動(dòng)閥;這些閥門在失氣時(shí)關(guān)閉，導(dǎo)致DEL失去冷卻，電氣廠房失去冷源，RPE部分地坑不能排放。

（3）SAR065VA閥門后即常規(guī)島壓空喪失分析。常規(guī)島氣動(dòng)閥用戶主要有：GCT-C氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，ARE供水調(diào)節(jié)閥，除氧水箱供水調(diào)節(jié)閥，“高低加”和和MSR正常疏水閥、緊急疏水閥等，APA泵小流量調(diào)節(jié)閥，凝汽器補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥，SRI冷卻水調(diào)節(jié)閥。失氣后狀態(tài)：除了緊急疏水閥和凝汽器補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥開啟，其余閥門關(guān)閉。后果：反應(yīng)堆停堆，汽輪機(jī)停機(jī)，GCT-C不能排放，功率波動(dòng)，除氧水箱不能補(bǔ)水，緊急疏水閥開啟，正常疏水閥關(guān)閉，SRI系統(tǒng)冷卻水閥門關(guān)閉導(dǎo)致用戶失去冷卻水。

3未進(jìn)入事故規(guī)程時(shí)壓空異常處理

（1）針對(duì)空壓機(jī)出口管與母管的連接形式錯(cuò)誤因素的確認(rèn)。根據(jù)廠家提供的《空壓機(jī)安裝說(shuō)明》，空壓機(jī)壓縮空氣出口管與母管的連接形式為倒U形，目的是防止由于壓縮空氣溫度高且濕度大在母管中容易冷凝后形成凝結(jié)水經(jīng)過(guò)此管道倒流回空壓機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子生銹、損壞等情況。然而廠房安裝連接型式為T形連接。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在43次空壓機(jī)故障中有8次是由于冷凝水回流造成的，因此確認(rèn)其為主要因素。

（2）對(duì)二級(jí)轉(zhuǎn)子排氣溫度超標(biāo)的確認(rèn)。根據(jù)廠家提供的說(shuō)明書可知，在使用過(guò)程中，二級(jí)排氣溫度應(yīng)控制在140～175℃，過(guò)高容易導(dǎo)致設(shè)備損壞。根據(jù)2013年9月—2014年8月的現(xiàn)場(chǎng)巡檢記錄，二級(jí)排熱溫度最高179℃（一般在170℃左右），在一年時(shí)間內(nèi)空壓機(jī)的二級(jí)排氣溫度在說(shuō)明書規(guī)定的范圍內(nèi)，所以可以排除該影響因素。

（3）針對(duì)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤的確認(rèn)。根據(jù)《空壓機(jī)使用說(shuō)明》第9.7節(jié)要求，壓空出口壓力在4～10.5bar（0.40～1.05MPa）。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看空壓機(jī)的設(shè)定參數(shù)為6.0～7.8Bar（0.60～0.78MPa）。因此空壓機(jī)加載和卸載的壓力在正常的運(yùn)行范圍內(nèi)，空壓機(jī)運(yùn)行正常，故可以排除空壓機(jī)參數(shù)錯(cuò)誤的因素。

（4）壓縮空氣吹掃管線設(shè)計(jì)調(diào)試。壓縮空氣吹掃管線設(shè)計(jì)空氣吹掃管線的作用：一是保護(hù)高壓缸，在壓縮機(jī)停運(yùn)時(shí)，中冷器中殘留的冷凝水慢慢變成水蒸汽，且蒸汽沿著壓空管道進(jìn)入高壓缸，最后通過(guò)卸載通道排向大氣。由于此潮濕空氣長(zhǎng)期存在于高壓缸會(huì)導(dǎo)致其軸承生銹，故停運(yùn)時(shí)需用一段干燥后的壓空連續(xù)對(duì)壓縮機(jī)高、低壓缸之間的管道進(jìn)行吹掃。二是防止?jié)櫥腿榛?，?rùn)滑油箱是對(duì)空，入口裝有油呼吸器，為了防止潮濕的空氣和潤(rùn)滑油接觸，從而導(dǎo)致潤(rùn)滑油含水量超標(biāo)而乳化，故需用干燥后的壓空對(duì)油呼吸器進(jìn)行連續(xù)吹掃，壓縮機(jī)停運(yùn)或運(yùn)行時(shí)都需要吹掃。

結(jié)語(yǔ)

本文闡述了壓空相關(guān)系統(tǒng)配置及運(yùn)行，壓空故障時(shí)對(duì)機(jī)組狀態(tài)影響，針對(duì)壓空故障提出了相應(yīng)的處理辦法。通過(guò)這些希望能夠提高運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)壓空故障時(shí)的處理能力，減少機(jī)組瞬態(tài)，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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