某核電站循環(huán)水系統壓力注水設計改進(jìn)分析

第37卷第5期華電技術(shù)Vol.37 No.52015年5月Huadian TechnologyMay.2015某核電站循環(huán)水系統壓力注水設計改進(jìn)分析張保國，麻敬偉,李鐵峰(山東核電有限公司,山東煙臺265116)摘要:介紹了某核電機組循環(huán)水系統的基本情況,分析指出該系統未進(jìn)行加壓注水設計,可能受潮位影響而延緩機組啟動(dòng)。在對循環(huán)水管線(xiàn)及關(guān)聯(lián)設備進(jìn)行分析及初步熱力估算的基礎上,給出了循環(huán)水管道壓力注水及停機期間小流量循環(huán)的路徑。關(guān)鍵詞:核電站;循環(huán)水系統;加壓注水;熱力估算;小流量循環(huán)中圖分類(lèi)號:TK 79文獻標志碼:B .文章編號:1674 - 1951 (2015)05 -0009 -03另外,在一期循環(huán)水泵房設置4臺海水淡化取1循環(huán)水 系統概況水泵,每機2臺,從前池取水后加壓供海水淡化廠(chǎng)循環(huán)水作為熱阱,通過(guò)向凝汽器提供冷卻水,將房,為海水淡化提供水源。相關(guān)設備見(jiàn)表1, 系統流汽輪機排出的乏汽冷凝為水。循環(huán)水系統主要功能程如圖1所示。是向常規島汽輪機凝汽器及其輔助設備提供冷卻表1相關(guān)設備水。循環(huán)水系統采用單元制供水系統,每臺機組配名稱(chēng)數量(單揚程/m3臺循環(huán)水泵.2條壓力供水管、1座虹吸井、1條雙機)/臺(m3.h-')孔循環(huán)水排水溝。循環(huán)水泵運行方式為:夏、春、秋.鼓網(wǎng)沖洗水泵240季3泵運行,冬季2泵運行。從循環(huán)水管道吸取海海水淡化提升泵32.0~ 39.5480水冷卻汽輪機廠(chǎng)房閉式冷卻水系統熱交換器,開(kāi)式循環(huán)水泵9.0-28.00 ~ 80000冷卻水系統從凝汽器C進(jìn)水管道取水,通過(guò)電動(dòng)濾開(kāi)式水泵2185水器過(guò)濾和開(kāi)式泵增壓后流經(jīng)閉式水熱交換器,然.水室真空泵1. 9(背壓)1870后將海水通過(guò)凝汽器C冷卻水排放管道排放至虹注:循環(huán)水泵正常工作區:揚程,9.2~ 12. 5m;流量,51936 ~吸井。在B/C循環(huán)水母管設置DN150mm管道,在59 808 m2/h。運行期間向加氯系統提供海水介質(zhì)。從前水室入口2改進(jìn)方法接出一路海水DN150mm管線(xiàn),用以冷卻機組疏水擴容器的回水,在疏水擴容器停機期間,包括機組供若要實(shí)現加壓注水,考慮現有設備情況,一是利用鼓網(wǎng)沖洗水泵的返水,加注至循環(huán)水管道,二是考暖系統的回水”。設置水室真空泵,在啟動(dòng)和運行期間用于去除慮從就近的海水淡化泵出口經(jīng)循環(huán)水泵出口排氣閥凝汽器水室中的空氣和不凝結氣體。在啟動(dòng)循環(huán)水(改造)后接人,可進(jìn)一步加快注水流量。泵之前,循環(huán)水系統中的空氣必須被抽干凈,以防在從蝶閥間海水淡化管線(xiàn)切開(kāi)，利用法蘭對接,形系統啟動(dòng)過(guò)程中形成水錘;在運行循環(huán)水之前,所有成正式管線(xiàn)接至DN 300 mm母管,再以分支的方式空氣必須通過(guò)充滿(mǎn)水來(lái)去除。當確認水室頂部充滿(mǎn)接至A/B/C泵出口自動(dòng)排氣閥前。水后,2臺凝汽器水室抽真空系統泵投入運行,在循2.1連接路徑環(huán)水系統中形成真空。位于凝汽器真空抽取罐中的利用循環(huán)水泵房2臺海水淡化提升泵出口,接至高真空探測儀表,在探測到高度真空信號后,通過(guò)關(guān)循環(huán)泵出口液控蝶閥后的排氣孔處自動(dòng)排氣閥前。閉真空泵來(lái)控制充水過(guò)程,真空泵在充水完成后繼(1)在蝶閥間(附近)形成1路DN 300 mm母續運行以吸出運行中產(chǎn)生的空氣2。管，中國煤化工(襯膠)。因部分流道標高處于海平面以上,循環(huán)水管路fYHCNMHG氣閥,低點(diǎn)接放水閥。的自動(dòng)排氣閥會(huì )破壞真空,單- -使用水室真空泵充(3)在母管開(kāi)口接3個(gè)支管經(jīng)截止閥接至循環(huán)水泵出口蝶閥后自動(dòng)排氣閥前。水并建立虹吸時(shí)間較長(cháng)。2.2 安裝要求收稿日期:2014-11 -27;修回日期:2015-03 -22(1)管線(xiàn)承壓參考原海水淡化出口管線(xiàn)設計等●10.華電技術(shù)第37卷去制氯(可經(jīng)此管道給循環(huán)水管道注水)r0水室真空泵品虹吸破壞閥自動(dòng)排氣閥E F0-文去制氯凝汽器fDN150mm8鼓網(wǎng)8門(mén)_咼-鼓網(wǎng)沖洗水泵A海水淡化供水泵A海水淡化泵循環(huán)水泵A閉式熱交換器大海r↑海水淡化供水泵B開(kāi)式水泵鼓網(wǎng)沖洗水泵B虹吸井去凝汽器循環(huán)水泵B注:此處管道中心線(xiàn)標高1.5 m鼓網(wǎng)一t←去海水淡化鼓網(wǎng)沖洗水泵C循環(huán)水泵C圖1改造前 系統流程級,與之匹配。力注水,啟動(dòng)水室真空泵,待所有高點(diǎn)排氣閥見(jiàn)水，(2)管線(xiàn)需采用防腐材料,閥門(mén)應安裝在便于循環(huán)水回水管道經(jīng)潮位回注虹吸井至滿(mǎn)水。啟動(dòng)循操作的位置。環(huán)泵,打開(kāi)循環(huán)水泵出口閥,打開(kāi)凝汽器出口閥,建(3)管線(xiàn)應根據現場(chǎng)位置按規范3~4m增加一一立循環(huán)。改進(jìn)后系統流程如圖2所示。支架，可靠牢固。(4)將自動(dòng)排氣閥接短管位置提升1m左右,自3熱量計算動(dòng)排氣閥功能不變。3.1熱量估算(5)將海水淡化管線(xiàn)通過(guò)閥門(mén)接入排氣孔上在停機或者冷試期間,根據設計熱力輸入估算游，與排氣孔并列。后續可以交叉打開(kāi)對管路排氣,最大可產(chǎn)生熱量,具體見(jiàn)表2。并利用閥門(mén)開(kāi)度控制循環(huán)水母管壓力。3.2各種方式組合 下可帶走熱量(含水力損失)(6)管線(xiàn)連接及布置盡可能考慮永臨結合。循環(huán)水泵房管系和開(kāi)式水管系建立水力模型，*2機組亦考慮上述方案。DN2400mm以上循環(huán)水管道水阻忽略不計。2.3改進(jìn)后的注水過(guò)程計算表明,供水管道中的DN 150 mm管道和關(guān)閉循環(huán)水泵出口閥和凝汽器出口閥,開(kāi)始壓DN 200 mm管道進(jìn)出口、閥門(mén)、管道是最大阻力件,汽水分離罐文_ 去制氯自動(dòng)排氣閥( 7?凝汽器TDN150mm率海水淡化供水泵A( y-本日σ供水泵BB七中國煤化工YHCNMHG鼓網(wǎng)十一圖2改進(jìn)后 系統流程第5期張保國,等:某核電站循環(huán)水系統壓力注水設計改進(jìn)分析●11表2停機/冷 試期間主要負荷水,并聯(lián)運行效果不好,但可通過(guò)控制總閥防止鼓網(wǎng)熱負荷/(MJ.h-I)備注沖洗水泵過(guò)負荷。估算5臺泵同時(shí)運行總流量為水室抽真空433. 2961 500 m3/h ,冷卻水溫升9 C ,帶走熱量15 MW。二回路取樣1 637.280(2)鼓網(wǎng)沖洗水泵和海水淡化泵供開(kāi)式泵試潤滑油冷卻器1 340.000潤滑油取10%運。開(kāi)式水泵投運時(shí),由于開(kāi)式泵流量遠大于鼓網(wǎng)凝結水1074. 960沖洗水泵和海水淡化取水提升泵,開(kāi)式泵、鼓網(wǎng)沖洗給水泵3 986.900給水泵最大化水泵、海水淡化取水提升泵同時(shí)運行,開(kāi)式泵從循環(huán)其他1 00.0 000閉式水循環(huán)熱等水管廊取水,會(huì )造成鼓網(wǎng)沖洗水泵、海水淡化取水提總計9472. 436.升泵出口背壓降低而超出泵的設計流量。占總流阻的70%~90%。4綜合比選前文所述3種計算工況下，泵流量都微超設計機組啟動(dòng)之前,依次啟動(dòng)海水淡化泵或(和)鼓流量,流過(guò)板換的水量不及正常流量(1950m'/h)的網(wǎng)沖洗水泵向循環(huán)水壓力管道注水,待循環(huán)水進(jìn)排一半,冷卻水側換熱效果降低更多,會(huì )造成閉式冷卻水管道和凝汽器注滿(mǎn)水，即可進(jìn)行第1臺循環(huán)水泵水系統(TCS)進(jìn)口和出口水溫高于夏季預想溫度啟動(dòng)操作。在停機檢修期間,當循環(huán)水泵不具備啟44C和35C。3臺鼓網(wǎng)沖洗水泵單臺泵流量為260 m'/h,總動(dòng)條件時(shí),可以用海水淡化泵或(和)鼓網(wǎng)沖洗水泵向循環(huán)水注水循環(huán),帶走停機熱源的熱量,并產(chǎn)生低流量為780m/h,對應揚程為45m,DN150mm段阻流量循環(huán)防止微生物滋生。力占總管阻的92%。冷卻水溫升9 C,帶走熱量按照以下方式注水和開(kāi)式循環(huán):(1)鼓網(wǎng)沖洗8.1 MW。水泵經(jīng)B/C循環(huán)水蝶閥出口進(jìn)入循環(huán)水流道,再為只運轉2臺海水淡化取水提升泵,單臺泵流量開(kāi)式泵流道供冷卻水。開(kāi)式水泵停電,被介質(zhì)沖轉。為590 m'/h,總流量為1180 m'/h,對應揚程為23.4(2)在上述基礎上,接人海水淡化泵。開(kāi)式水泵間m,DN200mm段阻力占總管阻的70.9%。冷卻水斷投運,或采用開(kāi)式水泵出口閥節流控制。溫升9C ,帶走熱量12 MW。綜合比較見(jiàn)表3。由表3所知,單純利用鼓網(wǎng)3.3 鼓網(wǎng)沖洗水泵和海水淡化泵支持開(kāi)式泵運行沖洗水泵亦可滿(mǎn)足換熱需要,但流動(dòng)阻力較大,對設(1)3臺鼓網(wǎng)沖洗水泵和2臺海水淡化取水提備運行不利,可根據熱負荷進(jìn)-步控制流量,降低流升泵同時(shí)向開(kāi)式泵供水，由于鼓網(wǎng)沖洗水泵揚程高速。如果實(shí)施海水淡化泵接人,將進(jìn)一步增大流量,于海水淡化取水提升泵近2倍,鼓網(wǎng)沖洗水泵供到降低單純利用鼓網(wǎng)沖洗水泵的壓力,又加快了注水循環(huán)水管廊里的水會(huì )妨礙海水淡化取水提升泵供速度,也可用于大修后注水,或者整組啟動(dòng)前或停機表3綜合比較項目3鼓網(wǎng)沖洗水泵+2海水淡化泵2海水淡化泵3鼓網(wǎng)沖洗水泵流量/(m3 .h-1)15001180780熱力計算/MW15. 0012. 00工期/d75造價(jià)/萬(wàn)元50隔離控制不需改造A循環(huán)水泵蝶閥出口部分位置海管路保養多回路同時(shí)注水,海水流動(dòng),阻止海生物生長(cháng)，利于保養水不流動(dòng)3路排氣孔同時(shí)注水,降低排氣孔DN150mm總閥處瓶頸明顯(流速達12m/s),沖刷嚴重,振動(dòng)大.噪上游及閥i]的沖刷安全性聲大多流道注水,盡量降低對喉部的沖刷;注水速度較快中國煤化工停短期無(wú)法實(shí)現,運行監視也是問(wèn)題THCNM HG調試進(jìn)程海水淡化泵安裝完成盡快調試;盡量支持開(kāi)式泵預運仃試驗“開(kāi)式水泵試運難度較大加快注水速度(按循環(huán)水流道7000m3考慮),約5h注滿(mǎn)水具備循環(huán)水注水優(yōu)化約10h注滿(mǎn)水泵啟動(dòng)條件.(下轉第23頁(yè))第5期柯愈龍,等:火力發(fā)電廠(chǎng)設備精密點(diǎn)檢體系及其應用23●增大,導致接頭過(guò)熱。流頻譜,經(jīng)計算,電機的極通過(guò)頻率為0.16Hz,而此時(shí)的供電頻率為49. 98 Hz,電流頻譜在50. 14 Hz處出現了一個(gè)峰值，其幅值與供電頻率差值為38.9dB,判斷電機轉子斷條的可能性很大。停機解體并抽出電機轉子進(jìn)行檢查,發(fā)現轉子有2處明顯的籠條斷裂開(kāi)焊,現場(chǎng)使用敲擊法確認10余根籠條存在裂紋缺陷。4結束語(yǔ)精密點(diǎn)檢體系已在中國華電集團內公司多家火力發(fā)電廠(chǎng)應用,據統計,精密點(diǎn)檢對設備故障診斷的準確率可以達到95%以上,設備經(jīng)改善維修后的合圖3軸承內圈磨損格率達到100%。實(shí)施結果表明,精密點(diǎn)檢可以有3.3超聲故障診 斷案例效幫助發(fā)電廠(chǎng)掌握設備的運行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現和處某電廠(chǎng)鍋爐水冷壁發(fā)生泄漏,如不盡快確定漏理設備故障,大量減少了設備緊急搶修情況,多次避點(diǎn)位置,泄漏缺陷擴展很快,造成鍋爐補水嚴重不免了機組降出力和非計劃停運事件,延長(cháng)了設備檢足,可能會(huì )導致鍋爐大面積爆管,造成巨大經(jīng)濟損修周期和使用壽命,降低了設備檢修維護費用,有效失。采用超聲檢測儀進(jìn)行檢測,發(fā)現其中4根水冷提升了火力發(fā)電廠(chǎng)的設備管理水平。壁管壁超聲數值明顯大于相鄰的管壁,說(shuō)明存在泄參考文獻:漏問(wèn)題。對檢測到的泄漏部位進(jìn)行檢查,發(fā)現管壁，焊縫處有直徑約0. 7 cm的孔，該孔的相鄰管壁也受[1]陳天宇.發(fā)電廠(chǎng)設備狀態(tài)檢修管理的探討[J].水電能源其影響有變薄現象,并且出現了較小的漏點(diǎn)(如圖4科學(xué),2006 ,24(3):87 - 88.所示)。[2]陳江,沙德生.電廠(chǎng)輔機振動(dòng)故障診斷及處理[J].電站輔機,2003(1):24 -27.[3]周?chē)?紅外技術(shù)在電氣設備檢測中的應用[J].紅外，2007 ,28(5):36 -39.[4]周健成.超聲波檢測技術(shù)在設備故障診斷中的應用[J].設備管理與維修,2011(7):48 -49.[5]趙大治,張輝,譚士森，等.發(fā)電廠(chǎng)狀態(tài)檢修中的油液特種分析技術(shù)[J].中國電力,2005 ,38(2):33 -35.[6]杜占峰,左岐.電流特征分析在異步電動(dòng)機故障診斷中的應用[J].機電信息,2010( 30) :44 -45.(本文責編:劉芳)作者簡(jiǎn)介:圖4水冷 壁漏點(diǎn)分布柯愈龍( 1985-),男,江西九江人，工程師,工學(xué)碩士,3.4電流頻譜 故障診斷案例從事發(fā)電廠(chǎng)設備故障診斷等方面的研究(E-mail:keyulong@利用頻譜分析儀采集某電廠(chǎng)給水泵電機運行電(上接第11頁(yè))后的冷卻,且設備運行更加靈活,建議固化為正式設計。缺點(diǎn)是施工難度較大,采購和安裝工期長(cháng)。[1]賁岳,高學(xué)貞,韓磊,等.電廠(chǎng)循環(huán)水供水系統事故水錘,2009(5):26 -29.5結束語(yǔ)中國煤化工空管啟動(dòng)分析[J].華電技結合現場(chǎng)實(shí)際并考慮后續運行和保養,3種循fYHCNMHG(本文責編:白銀雷)環(huán)水壓力管道注水方式,多樣化的系統組合,有利于系統運行;加快了循環(huán)水注水速度,優(yōu)化了系統啟動(dòng);為冷試及啟動(dòng)停機期間提供冷卻水源，節約了廠(chǎng)張保國(1979-) ,男,山東萊蕪人，工程師，從事核電廠(chǎng)用電;海水流動(dòng)擾動(dòng),利于阻止海生物生成。調試方面的工作( E-mail:zhangbaoguo@ sdnpe. com)。