M310机组辅助给水系统汽动泵疏水分析及改进

摘 要：文章介绍了M310核电机组辅助给水系统（ASG）的主要功能和组成。ASG系统汽动泵疏水的来源及疏水方式。指出当前状态下汽动泵各个疏水方式存在的主要问题，并针对存在的问题提出相应的改进建议。

关键词：M310；辅助给水；汽动泵；疏水

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.210

1 M310机组辅助给水系统

1.1 系统简介

M310机组核电厂辅助给水系统（ASG）属于专设安全设施。机组运行过程中，在任一正常给水系统（ARE、APA、APD）发生事故时，ASG系统投入运行，导出堆芯余热，直到反应堆冷却剂系统达到余热排出系统（RRA）可投入的状态。反应堆冷却剂系统的热量通过由辅助给水系统供水的蒸汽发生器产生蒸汽，蒸汽通过汽机旁路系统（GCT）排向凝汽器或排向大气。

1.2 系统组成

该系统作为失去主给水供应时向蒸汽发生器二回路侧供应给水的后备系统，主要由辅助给水箱，辅助给水泵以及相应的管道和阀门组成。为满足单一故障准则，辅助给水泵分为2×50%容量的电动泵和2×50%容量的汽动泵，汽动泵由小汽轮机驱动。

2 辅助给水汽动泵疏水的来源

2.1 泵在备用状态下的暖泵疏水

由于ASG系统属于专设安全设施，机组正常运行时必须保证泵可用，故需要对泵体及相应管道进行预热以保证泵应急启动时不受到热冲击导致泵体损坏；同时泵在备用状态时也需要进行相应的，因此在备用状态时，汽动泵会产生疏水。两台汽动泵备用状态时产生的疏水量约为25m?/D。

2.2 汽动泵启动时的疏水

汽动泵启动后由于需要蒸汽来驱动小汽机运行，在蒸汽进入小汽机前由汽水分离器分离出来的疏水以及蒸汽进入汽轮机做功后的乏汽疏水，由于泵运行时相较备用状态时需要消耗一定数量的蒸汽，故该部分蒸汽产生的疏水相比正常备用时的疏水量要大。

3 辅助给水汽动泵疏水的流向

（1） 疏往凝汽器。通过疏水泵ASG007PO疏往凝汽器。由于ASG系统管道预热和泵水来自VVP主蒸汽和ASG水箱，水质较好，理论上该部分疏水满足二回路水质要求，将水疏往CEX可将该部分水回收利用，提高经济性；同时，由于该部分水为热水，特别是泵启动之后，水温较备用时高且输水量大，疏水回收亦可以回收该部分热量，提高循环热效率。

（2）疏往RPE。当凝汽器不可用或疏往凝汽器的相关管道阀门不可用时，疏水可通过通往核岛疏水排气系统RPE的管线疏往RPE。另外，当二回路存在放射性时，也可通过疏往RPE避免放射性水污染SEO。

（3）疏往SEO。可通过取样阀ASG854VD所在管线连接软管，疏往附近的SEO地坑。

4 各种疏水方式存在的问题

4.1 疏往凝汽器

由于汽动泵排气口消音器直接对空与空气接触，导致汽动泵疏水钠含量偏高，不符合二回路的水质要求，若导向CEX，将使二回路的钠含量上升，超过期望值。

同时，由于ASG007PO至凝汽器管道较长，且在进入凝汽器前端没有设置疏水阀，无法在汽动泵疏水投运前对这段管道进行冲洗，疏水经过未冲洗的管道进入凝汽器导致二回路水质显著恶化。

4.2 疏往RPE

疏往RPE有三点不足，其一：由于汽动泵疏水温度较高，特别是汽动泵运行时，温度接近100℃，RPE疏水泵长期在高温水中运行会导致泵气蚀和管道侵蚀；其二：疏水疏往RPE加重了三废系统的处理压力；其三：疏水温度高，可能出现蒸汽飘在厂房中使火警探头动作，导致相关DVG风阀被隔离，从而使RAM电机房间温度升高，严重威胁RAM电机运行。

4.3 疏往SEO

由于上述两种疏水方式的劣势，目前福清核电1、2号机组采用该方式进行疏水，但该种疏水方式无法对疏水进行监测，若出现SGTR（蒸汽发生器传热管破裂事故），二回路的放射性水将通过疏水外泄。同时，由于该管线为取样管线，而非正式疏水管线，管径仅26.7mm，与疏往CEX的管径（60.3mm）和疏往RPE的管径（73.0mm）相差较大，泵在备用状态时疏水可以满足，但当汽动泵启动后，特别是事故状态下两台汽动泵均启动时，该管道将无法满足设计的疏水量要求，疏水不及时可能导致汽动泵不可用。

5 针对当前系统状态提出的改进建议

由上文可以看出，各种疏水方式均有其不足之处，针对以上不足，个人对汽动泵疏水的改进建议如下：

（1）在疏水管道靠近凝汽器侧设置一段分支管道，并在管道上设置一阀门。该段管道将水排至SEK，管径与该段管道管径相同即可，这样设置可达到两个目的：

其一：在系统投运初期，可利用这段管道对ASG007PO至凝汽器的这段管道进行冲洗，避免管道中的杂质影响二回路水质。

其二：在凝汽器不可用时可利用这段管道将汽动泵疏水疏至SEK，这样避免了疏向SEO导致放射性外泄的缺点，同时SEK地坑由SEP冷却水中和，可避免疏水导致SEK坑水温过高。

（2）设置一段疏水管线将消音器的疏水直接疏向室外，不进行回收，避免消音器内的水钠含量过高对二回路水质产生影响。

（3）在疏水进入RPE地坑之前设置冷却箱，通过SEP或SED等冷水进行中和冷却，防止热水对泵造成气蚀。

（4）在通往RPE的管道上设置一KRT表进行放射性监测，并在管道上设置一自动三通阀，该三通阀在疏水放射性正常时疏往SEO，一旦监测到放射性异常，三通阀自动动作，将疏水导向RPE。

6 总结

ASG系统是M310核电机组重要专设安全设施，ASG汽动泵疏水问题可直接影响泵的可用性，进而直接影响事故工况下一回路的热量导出。针对当前该问题的四条改进措施，第二条措施可改善疏水钠含量偏高的问题，在第二条改进措施实施的前提下，实施其他三种技改，可解决或缓解当前该系统存在的问题，综合考虑个人认为第一条优势更明显，是否可行仍有待实际运行检验。

作者简介：翟瑞昆（1988-），男，天津蓟县人，本科，助理工程师，主要从事：核电厂运行。