□蘇金遵

一、氫氣燃燒系統(tǒng)主要功能及系統(tǒng)組成

(一)功能。氫氣燃燒系統(tǒng)用于在機(jī)組正常運(yùn)行工況以及預(yù)期的正常運(yùn)行偏離工況下，防止在放射性氣體凈化系統(tǒng)中形成氫氣混合物爆炸濃度，其主要用于除氣器、泄壓箱吹掃和一回路可識(shí)別泄漏水箱吹掃氣體中除去氫氣。

(二)系統(tǒng)組成。氫氣燃燒系統(tǒng)由兩個(gè)相同系列組成，兩個(gè)系列互為備用，每個(gè)系列均包括：氫氧濃度監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、排氣冷卻器、緩沖箱、壓縮機(jī)、電加熱器、氫氣復(fù)合器、冷卻器、捕集器及相關(guān)管線和閥門(mén)，兩個(gè)系列共用一個(gè)水封箱。

二、氫氣燃燒系統(tǒng)主要工作流程

氫氣燃燒系統(tǒng)是由兩個(gè)完全相同、可以互相切換的系列組成，下面一列為例介紹系統(tǒng)的工作流程：來(lái)自化學(xué)和容積控制系統(tǒng)除氣器的氣-汽混合排氣首先在冷凝器中將蒸汽冷凝；剩下的氮、氫和放射性惰性氣體用循環(huán)氮?dú)饬飨♂尯?廢氣中的氫含量有要求)進(jìn)入緩沖箱；再通過(guò)壓縮機(jī)將廢氣從緩沖箱中抽出，由電加熱器加熱后進(jìn)入氫氧復(fù)合器進(jìn)行氫氧復(fù)合，經(jīng)復(fù)合后氣體通過(guò)冷凝器使氫、氧復(fù)合產(chǎn)生的蒸汽冷凝，再通過(guò)捕集器氣、液分離后，一個(gè)處理過(guò)程完畢，經(jīng)處理后的廢氣以氮?dú)鉃橹鞯幕旌蠚怏w絕大部分返回到緩沖箱前進(jìn)行下一次循環(huán)，部分氣體返回化學(xué)和容積控制系統(tǒng)復(fù)用，只分流出一小部分氣體送往放射性氣體凈化系統(tǒng)處理。

三、氫氣燃燒系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障及處理措施

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，有些設(shè)備和儀表可能會(huì)出現(xiàn)故障，具體故障現(xiàn)象、特征，可能原因及處理辦法如下幾種。

(一)系統(tǒng)入口冷凝器前的汽-氣混合物流量顯示波動(dòng)。

1.可能原因。一是系統(tǒng)入口冷凝器前的調(diào)節(jié)閥之前積有冷凝水；二是除氣器內(nèi)壓力升高，導(dǎo)致冷凝水無(wú)法從熱交換器排至除氣器，系統(tǒng)“汽塞”。

2.排除方法。一是為了除去冷凝水打開(kāi)系統(tǒng)入口冷凝器前的排水閥，疏水10分鐘；二是恢復(fù)除氣器內(nèi)壓力到正常值。

(二)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)設(shè)備所在房間內(nèi)氣體放射性升高。

1.可能原因。一是水封槽的水位下降；二是系統(tǒng)管道的焊接處不密封，或者系統(tǒng)設(shè)備的焊接處和法蘭連接處不密封。

2.排除方法。按照“通風(fēng)煙囪排放增加原因查找程序”查找。

(三)系統(tǒng)一列運(yùn)行時(shí)，第一個(gè)冷卻器后溫度上升或者第二個(gè)冷卻器后循環(huán)回路溫度上升。

1.可能原因。冷卻器的冷卻水流量減少或者停止供給。

2.排除方法。一是檢查閥門(mén)冷卻器冷卻水閥門(mén)狀態(tài)為開(kāi)啟狀態(tài)；二是給冷卻器冷卻水管道排氣；三是如果冷卻器冷卻水的流量沒(méi)有恢復(fù)或者沒(méi)有升高，冷卻器進(jìn)行維修。

(四)電加熱器后的溫度不達(dá)標(biāo)。

1.可能原因。一是加熱器功率不夠(小于額定值)；二是溫度傳感器指示不正確。

2.排除方法。一是檢查電加熱器的功率，如果電加熱器功率不夠，進(jìn)行維修；二是校驗(yàn)溫度傳感器的指示是否正確。

(五)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，有異常噪音，尖銳摩擦聲，振動(dòng)大。

1.可能原因。壓縮機(jī)或電機(jī)的軸承損壞。

2.排除方法。按照規(guī)程，把系統(tǒng)一列停運(yùn)檢修，以排除故障。

(六)復(fù)合器上的壓差升高。

1.可能原因。復(fù)合器被腐蝕物堵塞。

2.排除方法。按照規(guī)程，把系統(tǒng)一列停運(yùn)檢修，以排除故障。

(七)捕集器出現(xiàn)高液位報(bào)警。

1.可能原因。捕集器疏水管線被堵塞。

2.排除方法。按照規(guī)程，把系統(tǒng)一列停運(yùn)檢修，以排除故障。

四、常見(jiàn)故障原因分析及改進(jìn)措施

據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，氫氣燃燒系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)水、進(jìn)空氣故障現(xiàn)象，下面就針對(duì)這兩個(gè)常見(jiàn)的故障進(jìn)行原因分析。

(一)氫氣燃燒系統(tǒng)進(jìn)水。

1.危害。系統(tǒng)中有水進(jìn)入會(huì)導(dǎo)致混合氣加熱溫度不正常、電加熱器工作不正常、系統(tǒng)復(fù)合氫能力下降。導(dǎo)致進(jìn)入放射性氣體凈化系統(tǒng)的氫濃度不符合要求。

2.可能進(jìn)水的來(lái)源?；瘜W(xué)和容積控制系統(tǒng)來(lái)水,除氣器由于加熱蒸汽閥調(diào)節(jié)不好導(dǎo)致壓力波動(dòng)，使系統(tǒng)進(jìn)水。

現(xiàn)象1：一是第一個(gè)冷卻器后溫度上升，地漏水處理系統(tǒng)水箱液位上升，可能造成氫濃度上升；二是第一個(gè)冷卻器的冷卻水側(cè)漏。

現(xiàn)象2：一是該冷卻器后溫度下降，地漏水處理系統(tǒng)水箱液位上升；二是壓縮機(jī)的冷卻水漏。

現(xiàn)象3：一是壓縮機(jī)出口流量波動(dòng)，氫計(jì)和氧計(jì)不變或失去顯示，加熱器后溫度下降，捕集器出現(xiàn)高液位報(bào)警；二是第二個(gè)冷卻器的冷卻水側(cè)漏水。

現(xiàn)象4：氫計(jì)和氧計(jì)不變或失去顯示，捕集器出現(xiàn)高液位報(bào)警。

3.進(jìn)水的原因分析。一是除氣器由于加熱蒸汽調(diào)節(jié)性能不好等情況導(dǎo)致含硼水進(jìn)入氫氣燃燒系統(tǒng)；二是冷卻器泄漏導(dǎo)致冷卻水泄漏至該系統(tǒng)，尤其是壓縮機(jī)后的換熱器漏的可能性更大。氣體被壓縮機(jī)壓縮產(chǎn)生大量的熱量，出口的氣體溫度高，經(jīng)過(guò)溫度低的冷卻水冷卻，容易出現(xiàn)應(yīng)力，并且壓縮機(jī)的振動(dòng)很大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行換熱器焊縫也會(huì)出現(xiàn)破裂。

4.改進(jìn)措施。一是可以通過(guò)限制除氣器進(jìn)行該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，避免過(guò)多的含硼水從上游進(jìn)入該系統(tǒng)；二是在換熱器傳熱管和管板焊接點(diǎn)優(yōu)化焊接工藝，并對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，盡可能減少換熱器管板焊接處的熱疲勞產(chǎn)生。通過(guò)對(duì)原換熱器基礎(chǔ)進(jìn)行加高，增加擋板，避免氣流直接沖擊管板，傳熱管和管板密封采用強(qiáng)度+密封焊的連接方式。

(二)燃?xì)湎到y(tǒng)進(jìn)入空氣。

1.危害。由于系統(tǒng)中空氣的進(jìn)入會(huì)直接影響混合氣中氧氣的含量，從而降低氫氣的復(fù)合效果，導(dǎo)致出口氫濃度不符合要求。

2.可能導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入空氣的來(lái)源。一是由于壓縮機(jī)入口管線法蘭密封不嚴(yán)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)有空氣進(jìn)入；二是由于反應(yīng)堆廠房設(shè)備疏水水箱內(nèi)壓力控制效果不好導(dǎo)致該水箱氣封破壞，空氣由此進(jìn)入；三是系統(tǒng)相關(guān)儀表管線法蘭密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣進(jìn)入。

3.系統(tǒng)進(jìn)入空氣的原因分析。一是維修人員技能培訓(xùn)不足，導(dǎo)致相關(guān)法蘭、儀表接頭緊固密封不足；二是在反應(yīng)堆廠房設(shè)備疏水水箱打水時(shí)，水箱壓力波動(dòng)很大，有可能導(dǎo)致氣封破，進(jìn)而導(dǎo)致進(jìn)氣。

4.改進(jìn)措施。一是加強(qiáng)維修技能培訓(xùn)，重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備薄弱點(diǎn)，比如壓縮機(jī)本體法蘭和冷卻器、氫計(jì)和氧計(jì)就代表柜等；二是在發(fā)現(xiàn)加熱器后溫度下降時(shí)，可以通過(guò)觀察第一個(gè)冷卻器后的溫度變化來(lái)判斷是壓縮機(jī)冷卻器泄漏還是除氣器壓力波動(dòng)所致。如果判斷是由于反應(yīng)堆廠房設(shè)備疏水水箱向除氣器排水導(dǎo)致變化時(shí)，建議運(yùn)行人員行動(dòng)干預(yù)。第一，及時(shí)聯(lián)系反應(yīng)堆操縱員，對(duì)除氣器加熱蒸汽閥門(mén)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，維持除氣器壓力波動(dòng)范圍盡可能小。第二，關(guān)注第一個(gè)冷卻器后的溫度變化趨勢(shì)，如果溫度過(guò)高，請(qǐng)關(guān)閉除氣器向燃?xì)湎到y(tǒng)排氣的主路閥門(mén)，限制進(jìn)入的蒸汽流量，必要時(shí)可以關(guān)小入口調(diào)閥。第三，等到第一個(gè)冷卻器后的溫度開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而且加熱器后溫度上升到接近正常溫度后，開(kāi)始逐步恢復(fù)入口調(diào)閥開(kāi)度和打開(kāi)燃?xì)湎到y(tǒng)排氣的主路閥門(mén)。

通過(guò)對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行分析，并根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)提出改進(jìn)措施，可以及時(shí)消除故障，保證燃?xì)湎到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。