蒸发器排污系统调节阀运行异常的故障分析

摘 要：本文通过分析核电厂 蒸汽发生器排污系统的运行工况，根据瞬态工况下排污系统各参数的响应情况，及排污系统的流量调节原理，结合实际运行情况对蒸发器排污流量调节阀的故障进行分析，总结应对异常工况的运行经验。

关键词：蒸发器排污系统;排污流量调节阀;瞬态;故障

1 蒸发器排污系统的功能

在核电站中，蒸汽发生器排污（APG）系统的主要功能是收集和处理蒸汽发生器的排污水，以保证蒸发器二次侧水质在正常允许范围。根据不同运行工况的需要，将蒸汽发生器二次侧的水以可调流量连续排污，排污水经过冷却、减压和连续处理后再送入凝汽器或输送到废液排放系统经监测或处理后排放。

正常运行时蒸汽发生器排污水的温度高达280℃，排污水的冷却是通过投运再生式冷却器APG002RF来实现的，其冷源是汽轮机凝结水系统（CEX）的来水，冷却水最终排至主给水回路中的除氧器（ADG水箱）。设计上要求冷却水排入除氧器时其温度为除氧器内的饱和温度，否则冷却水管道尤其是与除氧器的接管处会发生水锤现象，严重时会导致管道破裂，除氧器内蒸汽外漏，机组将无法正常运行，同时过冷水排入除氧器也会影响除氧效果。这就要求投运APG时需要缓慢增加排污流量，尽可能减小冷却水与除氧器内的温差，避免上述情况发生。

2 蒸发器排污系统排污流量调节阀的故障分析

正常运行时，蒸发器水质监测取样管线（REN）的取样水排至地坑RPE004PS，而RPE004PS的水在液位达到一定高度时，排水泵RPE029PO自动启动将REN取样水排至APG系统，和蒸发器排污水一起返回凝汽器。该地坑排水泵RPE029PO的流量约6t/h，其排到APG系统的接口为排污流量调节阀APG014VL下游，排污流量计APG004MD上游（而再生式冷却器在排污流量调节阀的上游）。因此，每次当RPE029PO启停时（每次自动启动后运行时间约20分钟），对整个排污系统的运行造成瞬态，对系统运行状况会有一定的影响。

从电厂2号机组运行参数可知，每次2RPE029PO启动排水时，排污流量计2APG004MD显示会突增大约6t/h排污流量，由于排污流量调节器的设定值为41t/h，因此排污流量调节阀2APG014VL会自动缓慢关小，使排污流量与设定值一致。排污流量调节阀关小，使得流经2APG002RF的排污流量变小，排污流量的下降使冷却水热交换器出口温度2APG005MT下降，冷却水调节阀2APG088VL 也立即关小，稳定之后冷却水流量会减小约20t/h。2APG002KT（冷却水至除氧器的温度）在2APG005MT下降之后4分钟后以一样的趋势缓慢下降，这是由于测量点的不同导致的时间上滞后。由于2RPE004PS的来水温度比较低，这部分水排入APG系统会导致排污水进入凝汽器的温度会降低。2RPE029PO停运后，排污流量先突然减小，然后APG014VL开大，又自动逐步恢复流量到41t/h，2APG005MT、2APG005MD、2APG002KT等参数相应的又恢复正常。从2RPE029PO启动到停运整个趋势可以看出，2号机组的APG调节系统运行正常，在瞬态时排污流量调节阀和冷却水调节阀动作正确，响应及时，通过自动调节可以满足运行要求。

同样，从电厂1号机组运行参数可知，每次1号机组地坑排水泵1RPE029PO启动排水时，1APG004MD会突增大约6t/h的流量，但是与2号机组不同的是，1号机组的蒸发器总排污水量并没有重新调节恢复到41t/h，反而在1RPE029PO启动期间一直维持在47t/h。而002RF出口冷却水温度（1APG005MT）和002RF冷却水流量（1APG005MD）在整个过程中参数趋势并没有发生任何改变，说明1号机组的冷却水调节阀1APG088VL在整个过程中没有动作过。收集取样水的地坑1RPE004PS的排水是接到排污水调节阀1APG014VL下游，这部分冷水的温度影响不到1APG014VL上游的排污水。因此，只有在蒸发器实际总排污水量没有发生改变的情况下1APG088VL才不会动作，这就可以怀疑1APG014VL有可能卡涩，无法在1RPE029PO启动时按照排污流量调节器给的定值将蒸发器排污流量降低。地坑排水泵1RPE029PO停运后，排污水系统参数又都恢复正常。

在1号机组1RPE029PO启动和停运整个过程中，排污流量调节阀和冷却水调节阀并没有像二号机组那样正常动作。针对此异常情况进行分析，初步怀疑1APG014VL有卡涩。随后主控室操纵员经过讨论分析后，准备对该异常进行检查确认：现场先检查气动调节阀1APG014VL的压空供应是否正常，若压空正常，则准备逐步降低排污，以检查1APG014VL是否能正常动作。试验的结果是：现场检查确认1APG014VL阀门正常后，主控室逐步调节排污流量调节器的整定值从41t/h至35t/h，在1APG014VL的调节开度信号已经逐渐降至0%开度的情况下，1APG014VL并未按照控制要求逐步关小，现场检查当时该阀开度一直维持在45%，而排污流量仅从原41.35t/h减少到40.85 t/h，几乎没有变化。继续调节排污流量整定值至30 t/h，1APG014VL依然未动作。由此，可以确认该排污流量调节阀卡涩无法动作。试验完成后，将APG排污系统恢复至初始运行状态，通知维修人员准备检查处理。

3 总结

通过对排污流量调节阀的动作原理进行分析，对比一、二号机组在瞬态工况下的参数响应，发现2号机组参数响应异常，通过试验进行分析验证后，成功地发现了2号机组蒸发器排污流量调节阀卡涩无法动作的故障。

作者简介：曾卫新（1975―），男，湖南新化人，本科，高级工程师 ，研究方向：核电厂运行。