(福建福清核電有限公司，福建 福清 350318)

汽輪機(jī)做功后的乏汽在凝汽器內(nèi)通過(guò)循環(huán)冷卻水(海水)冷卻成凝結(jié)水，由于凝汽器為表面式冷卻器，循環(huán)冷卻水有可能通過(guò)傳熱管(鈦管)泄漏進(jìn)入凝結(jié)水，從而污染凝結(jié)水水質(zhì)；為此，設(shè)置了凝汽器檢漏架，連續(xù)監(jiān)測(cè)凝汽器的可能泄漏情況。2號(hào)機(jī)組凝汽器配置了4臺(tái)檢漏架，每臺(tái)檢漏架共設(shè)有3個(gè)不同的取樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)取樣泵將3個(gè)不同的取樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)匯總的樣水送至儀表盤經(jīng)陽(yáng)樹(shù)脂交換后測(cè)量其陽(yáng)電導(dǎo)率(根據(jù)陽(yáng)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)判斷凝汽器是否存在海水泄漏，陽(yáng)電導(dǎo)率報(bào)警值為≥0.3 μS/cm)，監(jiān)測(cè)后樣水回到凝汽器熱阱。

1 凝汽器檢漏架的重要性

1.1 凝汽器發(fā)生海水泄漏的危害

凝汽器發(fā)生海水泄漏會(huì)使二回路凝結(jié)水中進(jìn)入不揮發(fā)性鹽，如NaCl、MgCl2等，導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)短時(shí)間內(nèi)急劇惡化，這些鹽將進(jìn)入蒸汽發(fā)生器(SG)而沉積在其內(nèi)部，高濃度的雜質(zhì)含量會(huì)增加蒸汽發(fā)生器傳熱管腐蝕，從而大大增加蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致機(jī)組降功率，甚至停機(jī)，2號(hào)機(jī)組功率>25%Pn時(shí)蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)鈉和陽(yáng)電導(dǎo)率運(yùn)行區(qū)域圖如圖1所示[1]。

圖1 2號(hào)機(jī)組P>25%Pn模式時(shí)蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)鈉和陽(yáng)電導(dǎo)率運(yùn)行區(qū)域圖Fig.1 The operating area of sodium and positiveconductivity of the blowdown system of thesteam generator in P> 25%Pn mode of Unit 2

1.2 凝汽器海水泄漏的監(jiān)測(cè)

在二回路水汽系統(tǒng)中有部分在線化學(xué)儀表連續(xù)監(jiān)測(cè)二回路水質(zhì)參數(shù)，及時(shí)反應(yīng)水化學(xué)的異常狀況，且部分重要參數(shù)的信號(hào)和數(shù)據(jù)傳送至主控室以便操縱員及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常狀況。其中，凝汽器檢漏架、凝結(jié)水泵出口母管在線鈉表和電導(dǎo)表、蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)在線鈉表和電導(dǎo)表都是監(jiān)測(cè)凝汽器是否存在海水泄漏及時(shí)有效的手段，因此,對(duì)這些在線儀表所測(cè)量的數(shù)據(jù)和觸發(fā)的報(bào)警要有足夠的重視。

M310型壓水堆凝汽器由凝汽器A南、北側(cè)及凝汽器B南、北側(cè)四部分(如圖2所示)，因此,也設(shè)置有與之對(duì)應(yīng)的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)4個(gè)獨(dú)立的檢漏架用于監(jiān)測(cè)每部分凝汽器是否存在海水泄漏，每個(gè)檢漏架有3個(gè)不同的取樣點(diǎn)，分別布置在凝汽器循環(huán)冷卻水進(jìn)、出口側(cè)內(nèi)壁管板以及凝汽器中部集水盤上，3個(gè)不同取樣點(diǎn)收集來(lái)水匯流至總管通過(guò)取樣泵送至檢漏架經(jīng)陽(yáng)離子樹(shù)脂柱交換后檢測(cè)陽(yáng)電導(dǎo)率，測(cè)量完成后的樣水返回至凝汽器熱阱，具體流程示意圖如圖3所示。

圖2 2號(hào)機(jī)組凝汽器俯視圖Fig.2 The top view of the condenser of Unit 2

圖3 2號(hào)機(jī)組凝汽器單個(gè)檢漏架取樣分析示意圖Fig.3 Schematic of sampling and analysis of singleleak detection rack for the condenser of Unit 2

當(dāng)海水發(fā)生泄漏時(shí)凝汽器檢漏架能夠在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)出異常并觸發(fā)報(bào)警，且根據(jù)報(bào)警檢漏架位號(hào)能夠確定泄漏點(diǎn)大概位置，縮小人員排查漏點(diǎn)范圍，節(jié)約排查時(shí)間，有助于及時(shí)消缺；因此，凝汽器檢漏架的正常、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)保障機(jī)組安全至關(guān)重要。

2 凝汽器檢漏架運(yùn)行現(xiàn)狀

凝汽器4臺(tái)檢漏架正常運(yùn)行期間如無(wú)人員操作且無(wú)其他設(shè)備缺陷時(shí)是不應(yīng)該有異常報(bào)警情況發(fā)生的，但2號(hào)機(jī)組1號(hào)檢漏架自投運(yùn)后頻繁觸發(fā)報(bào)警(如表1所示)，已失去連續(xù)監(jiān)測(cè)凝汽器A南側(cè)凝結(jié)水水質(zhì)、判斷海水是否存在泄漏的作用。且如此高頻率的報(bào)警上傳至主控室，會(huì)造成操縱員監(jiān)視畫(huà)面頻繁出現(xiàn)報(bào)警信息，干擾操縱員對(duì)機(jī)組狀態(tài)的正確判斷，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 2016年3～5月期間1～4號(hào)檢漏架異常報(bào)警次數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 檢漏架頻繁觸發(fā)報(bào)警原因分析及解決

根據(jù)凝汽器結(jié)構(gòu)及檢漏架設(shè)計(jì)特點(diǎn)，分析可能導(dǎo)致檢漏架頻繁觸發(fā)報(bào)警的因素如表2所示。

表2 導(dǎo)致1號(hào)檢漏架可能觸發(fā)報(bào)警的因素Table 2 Factors that may trigger analarm on the 1# leak detection rack

3.1 報(bào)警因素分析

3.1.1 海水泄漏影響

如果凝汽器存在海水泄露，則凝汽器檢漏架、凝結(jié)水泵出口母管的在線鈉表和電導(dǎo)表測(cè)量數(shù)據(jù)都應(yīng)同步出現(xiàn)異常。核實(shí)1號(hào)檢漏架頻繁觸發(fā)報(bào)警的相同時(shí)間段內(nèi)凝結(jié)水泵出口母管在線鈉表(報(bào)警值為≥0.5 μg/L)和電導(dǎo)表(報(bào)警值為≥0.3 μS/cm)測(cè)量數(shù)據(jù)趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水泵出口母管在線鈉表、電導(dǎo)表測(cè)量數(shù)據(jù)均分別維持在0.004 μg/L、0.017 μS/cm左右，排除凝汽器存在海水泄漏可能。

3.1.2 儀表故障影響

經(jīng)核實(shí)1號(hào)檢漏架在線電導(dǎo)表每年有定期維護(hù)與標(biāo)定，且使用便攜式電導(dǎo)表分析儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量并與在線電導(dǎo)表對(duì)比，測(cè)量結(jié)果基本保持一致(如表3所示)，排除在線電導(dǎo)表自身故障導(dǎo)致1號(hào)檢漏架報(bào)警的因素。

表3 便攜式電導(dǎo)表與在線電導(dǎo)表測(cè)量結(jié)果對(duì)比Table 3 Comparison of measurement results betweenportable conductance meter and on-line conductance meter

3.1.3 系統(tǒng)缺陷

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)1號(hào)檢漏架整條取樣管線各連接處一一檢查，未發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)、泄漏情況，排除檢漏架各連接點(diǎn)密封不嚴(yán)而導(dǎo)致檢漏架報(bào)警這一因素。

3.1.4 樣水污染

為確認(rèn)樣水是否具有代表性，是否存在樣水被其他雜質(zhì)污染，分別對(duì)1號(hào)檢漏架3個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)試驗(yàn)，只開(kāi)啟其中一路取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)試驗(yàn)48 h左右，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 1號(hào)檢漏架各取樣點(diǎn)單獨(dú)試驗(yàn)趨勢(shì)圖Fig.4 Trend of separate test for each samplingpoint of 1# leak detection rack

從圖4中測(cè)量數(shù)據(jù)趨勢(shì)可以看出，1號(hào)檢漏架的取樣點(diǎn)3測(cè)量數(shù)據(jù)較取樣點(diǎn)1和2偏高且存在上下波動(dòng)情況，說(shuō)明取樣點(diǎn)3存在異常。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，取樣點(diǎn)3取樣位置距凝汽器運(yùn)行補(bǔ)水管線較近，位于補(bǔ)水管側(cè)下方，懷疑凝汽器補(bǔ)水時(shí)富含空氣的除鹽水進(jìn)入取樣點(diǎn)3，導(dǎo)致樣水被污染。查詢凝汽器補(bǔ)水趨勢(shì)如圖5所示，從圖5可以看出1號(hào)檢漏架數(shù)據(jù)異常升高的時(shí)間與凝汽器補(bǔ)水閥(閥門位號(hào)：2CEX022VD)大開(kāi)度對(duì)凝汽器補(bǔ)水時(shí)間互相吻合，可以確定1號(hào)檢漏架頻繁觸發(fā)報(bào)警與凝汽器補(bǔ)水之間一定有所關(guān)聯(lián)。

圖5 1號(hào)檢漏架分析數(shù)據(jù)與凝汽器補(bǔ)水閥開(kāi)度比對(duì)圖Fig.5 Comparison between 1# leak detection rackanalysis data and the opening ratio of thecondenser makeup water valve

201大修期間進(jìn)入凝汽器內(nèi)部調(diào)查結(jié)果如圖6所示，從圖中可以看出凝汽器補(bǔ)水管安裝在凝汽器A南側(cè)海水進(jìn)口側(cè)斜上方，距離海水進(jìn)口側(cè)凝汽器壁約2～3米(即在取樣點(diǎn)3斜上方，取樣點(diǎn)3布置在海水進(jìn)口側(cè)鈦管下方凝汽器壁上)，凝汽器補(bǔ)水方式為從補(bǔ)水管兩側(cè)噴出，補(bǔ)水沿凝汽器內(nèi)壁向下流入取樣點(diǎn)3取樣口，污染樣水，從而導(dǎo)致1號(hào)檢漏架報(bào)警。

圖6 1號(hào)檢漏架各取樣點(diǎn)與凝汽器補(bǔ)水管位置布置示意圖Fig.6 Schematic of the layout of each samplingpoint and condenser makeup water pipeof 1# leak detection rack

3.2 問(wèn)題處理及驗(yàn)證

為徹底消除因凝汽器補(bǔ)水導(dǎo)致1號(hào)檢漏架頻繁觸發(fā)報(bào)警異常情況，決定通過(guò)改變補(bǔ)水方向，防止凝汽器補(bǔ)水進(jìn)入1號(hào)檢漏架取樣口，污染樣水，改造前后補(bǔ)水管布置示意圖如圖7所示。

圖7 凝汽器補(bǔ)水管改造前后示意圖Fig.7 Schematic of condenser makeup waterpipe before and after renovation

改變凝汽器補(bǔ)水方向后，跟蹤1號(hào)檢漏架運(yùn)行情況如圖8所示。從圖中可以看出在1.5個(gè)月時(shí)間內(nèi)，1號(hào)檢漏架未出現(xiàn)一次異常報(bào)警情況，運(yùn)行狀態(tài)良好。

圖8 改變凝汽器補(bǔ)水方向后1號(hào)檢漏架投運(yùn)期間數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖Fig.8 Data trend of 1# leak detection rack duringoperation after changing the direction ofcondenser makeup water

4 總 結(jié)

凝汽器檢漏架異常報(bào)警問(wèn)題，經(jīng)一系列因素分析最終確定根源為凝汽器補(bǔ)水管設(shè)計(jì)不恰當(dāng)導(dǎo)致，并通過(guò)改變凝汽器補(bǔ)水方向最終使1號(hào)檢漏架運(yùn)行正常，報(bào)警消除。該問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)也為同類型機(jī)組凝汽器檢漏架報(bào)警問(wèn)題分析和處理提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。