设备冷却水系统新用户投用新方法

设备冷却水系统新用户投用新方法

李锦荣朱达睿

（中国核电工程有限公司华东分公司浙江海盐314300）

摘要：设备冷却水系统正常投用新负荷：直接将新负荷带入运行的系统，通过泵入口的临时过滤器来过滤新管道内的杂质。新负荷管道中的杂质过多会导致运行中的设备冷却水泵无法正常运行。通过动态换水的方式在新负荷带入运行系统前将管道内的杂质清理，减少了水泵临时入口过滤器堵塞的次数，有效降低了设备冷却水系统由于入口压力低切换泵、更换运行列的需求，使设备冷却水系统运行稳定。通过实践发现实施动态换水的方案，提前将新用户管道内的杂质排出，有效的避免了设备冷却水系统的非计划停运。

关键词：设备冷却水；杂质；动态换水；稳定运行

Abstract：ThenewloadfornormaloperationofComponentCoolingSystem：Bringnewloadsdirectlyintotheoperatingsystem，theimpuritiesinthenewpipearefilteredthroughatemporaryfilterinthepumpinlet.TheexcessiveimpuritiesinthenewloadpipewillleadtothefailureoftheComponentCoolingPumpinoperation.Cleanuptheimpuritiesinthepipebydynamicwaterexchangebeforethenewloadpipeisbroughtintotheoperationsystem.Reducethenumberoftimesthetemporaryinletfilterofthepumpisblocked，effectivereducedthetimesofswitchingpumpandtherequirementsofchangeoperational.ThroughtheimplementationofdynamicwaterexchangefoundthatiteffectiveavoidanceofunplannedoutageofComponentCoolingSystembyremoveimpuritiesfromthenewloadpipeaheadoftime.

Keywords：ComponentCoolingSystemimpurityDynamicwaterexchangestableoperation

引言

在核电厂系统中设备冷却水系统的主要功能是：（1）冷却各种"核岛"热交换器；（2）经过由重要厂用水系统冷却的热交换器将热负荷传递至最终热阱——海水；（3）在核岛热交换器和海水之间形成屏障，防止放射性流体不可控制地释放到海水中。每台机组的设备冷却水系统包括两个独立的安全系列和一个公用环路。安全系列是与反应堆安全设施和冷停堆有关的部分，每个系列在事故工况下都能提供100%的应急冷却能力；公用环路是在事故工况下不需要提供冷却水的冷却器，它们可以通过任一个安全系列供水，可由隔离阀门与系统的安全系列隔离。在核电厂中，设备冷却水系统是一个大的服务系统，其稳定运行是多数系统运行的前提。

1设备冷却水系统运行过程中频繁出现的问题

1.1设备冷却水泵入口临时过滤器频繁堵塞

设备冷却水系统的功能是给众多的工艺系统提供冷源。由于系统管道管径大、管线长、负荷用户带入系统运行的时间跨度长，在调试过程中将设备冷却水系统分成多个子系统逐次分批移交以便于系统启动运行。由于设备冷却水系统的管道材质为碳钢，管道的内表面长期与空气接触氧化生锈，当新负荷带入到运行的系统中时，需要利用系统自身对新负荷管道进行再冲洗。利用运行的设备冷却水泵入口临时过滤器来过滤杂质，随着被拦截的杂质增加临时过滤器阻塞，使设备冷却水泵无法正常运行。当运行泵入口堵塞严重，会触发泵出口压力低信号，此信号会自动启动运行列内备用泵；备用泵启动后管道内的铁锈杂质会继续在备用泵的入口过滤器内集中。当备用设备冷却水泵的入口过滤器堵塞后，此列设备冷却水系统将失去动力。

1.2丧失单列冷源导致冷风系统运行切换或冷风系统丧失

在核电厂的调试期间要对重要厂房供给持续的冷风，给厂房中的电力系统和控制系统提供适宜的运行温度，给工作人员提供适宜的工作环境。当设备冷却水系统无法给冷风系统供给持续冷源后，冷风系统将自动停运。冷风中断会影响电厂内电力系统和控制系统稳定运行。应对措施：及时切换系统在线，启动重要厂用水系统和设备冷却水系统的备用列，再启动冷风系统的备用列，将运行的用户负荷全部切换到备用列运行。一次冷源系统的临时切换，会导致多个运行系统备用列的应急启动。在新负荷用户带入的高峰时期，设备冷却水系统由于管道中的杂质堵塞的频率非常高，对应的切换操作异常耗时和耗力，对整体的调试作业造成了很大的困扰。

2对设备冷却水系统管道堵塞的分析

对冷却水系统启动后发生堵塞的频次进行统计分析，有如下规律：1、系统充水首次启动，启泵后几秒钟入口压力降低到0，即泵的入口过滤器被堵塞；拆洗过滤器再启泵，泵入口压力在几十秒钟后降低到0；依次进行不断过滤器拆洗，通过泵入口临时过滤器来过滤管道内的杂质。泵持续运行的时间随拆洗次数增加慢慢的变长，从泵入口过滤器内过滤出来的杂质也越少，直到能持续运行2小时以上表明此部分管线冲洗干净。2、在相同的负荷的配置下使设备冷却水泵保持运行，期间定时读取泵入口的压力。当泵入口压力大致从1.0bar降低到0.6bar时，判断为泵入口过滤器堵塞。此时将列内备用泵启动，停运入口压力低的运行泵。隔离设备拆洗此泵的入口过滤器后，将泵设置到备用状态。此运行阶段是过滤管道内大于滤芯孔径的悬浮颗粒过程。当管道内悬浮物数满足正常系统运行要求后，对管道进行加缓蚀剂保养。表示此部分已具备长期正式运行条件，可以带冷冻水机组开始长期送冷风模式运行。3、稳定运行的冷却水系统有计划的带入新的负荷用户时，会出现新管线隔离阀开启几分钟后，运行中的设备冷却水泵入口压力表会明显下降。当带入的是流量小于一百立方米/小时负荷用户，运行泵入口过滤器能维持在运行压力。当带入流量大于一百立方米/小时负荷，泵入口压力会降低到最小泵入口压力以下。列内切到备用泵运行后，入口压力仍有降低到泵入口压力限值以下风险，失去整列冷却水的情况时常发生。类似带入新负荷冲洗过程一直持续到全部的负荷用户都带入完成后才结束。

对设备冷却水泵入口过滤器中杂质主要成分进行辨识，主要为大颗粒状的铁锈和细小颗粒的氧化粉末。其来源有管道与设备安装过程的管道打磨过程中产生的不能被清理的铁屑以及碳钢管道内表面的氧化反应产生的铁锈。常规的杂质排除方法是通过管道内的水流冲出杂质使其汇集到泵入口过滤器来过滤。同时发现这些杂质的量是与管道的内径和管道的长度成正比的，管道越大越长其内部空间所冲出的杂质量也越多。每次泵入口管滤器过滤的杂质量是一定的，管径大、管线长的用户其冲洗时所需要停泵切换泵运行的次数也就越多。

3管道内杂质排除新方法

通过分析设备冷却水系统内杂质主要分为两大类，较大的颗粒铁锈和在水中悬浮的小颗粒，其中主要是小颗粒。为了减少运行泵的切换次数，将要带入运行系统的新负荷管线提前行进动态换水。将新负荷管道内能够通过正式排水管线水流带走的杂质提前从管道内排出，在带入运行前减少管道内的杂质量。

具体的操作方法：1、确认运行列泵的波动箱补水功能在自动状态；2、将新用户的入口隔离阀缓慢的开启小开度，给新负荷管线充水到满水；3、当波动箱自动补水完成后，开启新负荷管线入口隔离阀，打开管线最低点的排水阀，将新负荷管道内的水动态排出，利用流水带走管道内的杂质。通过波动箱的补水功能自动给管道补水，保持波动箱水位满足系统的正常运行要求。当排出的水流清澈后即表示杂质被有效排出。将新负荷管道的出口隔离阀打开，新用户被正式带入运行系统，此时泵入口压力会有一个明显的下降，后续维持在一个稳定的压力区间运行。启动列内备用泵，维持系统运行压力。停运此冲洗泵，拆洗此泵入口过滤器，通过观察临时过滤器内的杂质主要为大颗粒度的铁锈。通过采用动态换水的方式，提前排除新负荷管道内的大部分的杂质，能有效减少设备冷却水泵的堵塞和后续切换泵次数。

结束语：

通过使用动态换水方法，按计划提前对新负荷管道实施动态换水排出杂质，将设备冷却水系统的各个负荷用户管道内的杂质排出系统，能有效的降低设备冷却水泵的临时入口过去器堵塞的次数，避免了非计划的切换泵、切换运行列的操作。在整个机组调试期间的设备冷却水系统运行稳定，没有出现一次非计划设备冷却水系统启动备用列操作。有效的保证了调试期间电厂冷风系统稳定运行，为电厂调试期间的电源系统和控制系统的设备稳定运行提供了有力的支持。