安全壳环廊通风系统风机切换问题讨论
​王冲 张欣 吴松畔
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

​王冲 张欣 吴松畔,. 安全壳环廊通风系统风机切换问题讨论[J]. 核工业与技术,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157080.
摘要: 介绍了某核电厂二期工程安全壳环廊通风系统(DVW)在由正常排风回路切换到到碘排风回路过程中碘排风回路启动后正常排风回路无法自动停运,事故情况下将导致部分带放射性的空气未经过碘吸附器过滤排放到大气环境中,造成环境的污染。结合仪表采购的情况提出某核电厂的处理方案及后续核电项目的解决方案。
关键词: 安全壳环廊通风系统;流量开关;切换
DOI:10.12721/ccn.2022.157080
基金资助:

某核电厂安全壳环廊通风系统调试期间,出现了由正常运行风机向事故运行风机自动切换失败的问题。本文根据切换失败的原因,探讨了各种可能的解决方案,分析了各方案的优缺点。结合工程实际情况,采用适当方案后,问题得以解决。

一、 安全壳环廊通风系统简介

安全壳环廊房间通风系统的功能是系统分为2条管线:事故排风管线和正常排风管线。其中事故排风管线按2×100%冗余配置,每列配备一台电加热器,一台预过滤器,一台高效过滤器,一台碘吸附器,一台运行风机;正常排风管线按2×100%配置,包括一台预过滤器,一台高效过滤器和一台风机。

a) 正常运行情况

正常运行工况下排风管线的003风机运行时,排风经过初效过滤器和高效过滤器过滤后排往大气,以保证安全壳环廊区域的负压。

b) 正常排风回路和事故排风回路的切换

出现安注信号时,将自动启动事故排风回路001ZV或002ZV启动。启动后,事故排风回路过滤器前后将建立起达到流量开关03/004SD动作的压差,触发003、004SD信号,此信号将停运正常排风机003ZV,实现工况切换。如果流量开关003、004SD信号未出现,则认为事故排风回路风机启动失败。当安注信号消失后,操作员重新切换至正常排风时,给出信号停运正在运行的事故排风机,事故回路过滤器前后压差下降,低于90Pa时,003/004SD复位,003ZV将自动启动,实现从事故排风到正常排风的切换。

二、 某核电厂正常排风机无法自动停运的情况介绍

在做系统运行试验期间发现,模拟安注信号后,事故排风回路风机002ZV或001ZV启动后,正常排风回路风机无法停止运行。通过查看DCS逻辑组态及时序图,发现在正常排风切换到事故排风过程中003/004SD信号未触发是切换未成功的原因。

三、 初步原因分析

根据工程文件, 003SD/004SD只对复位值做出了要求(90Pa),而对回差、动作值无要求。仪表校验单显示,003SD、004SD的动作值实际达到415/549Pa。通过使用压力测量表测量事故风机启动后过滤器前后的压差,只能达到250~300Pa,故无法触发003SD、004SD。设计资料显示,初效过滤器加高效过滤器加碘过滤器的初始差压之和应该能够达到450Pa,但对压差测量点进行现场勘察后发现,受限于风管和风道的实际布置状况,实际压差测量点未能反映过滤器的真实压差。

和另外一台机组的情况进行比较,发现同样的压差测量情况下,另外一台机组的SD可以正常动作,分析原因是因为两台机组所采用的SD的回差值不同造成的。SD的动作值是复位值与回差值之和,如果仪表的回差较大,就会导致动作值较大。另外一台机组采用的是 BOUEDON厂家的仪表,仪表的回差只有几帕,动作值较小,因此能够满足需求。而目前使用的SD由于工程整体采用DCS控制以后,将控制机柜分为核级和非核级,而SD进入的机柜为核级机柜,因此采用了 GEORGIN厂家的核级仪表,该仪表回差较大,因此无法满足要求。

四、 解决方案

经过与设计人员讨论,认为有以下几种解决方案可供选择:

a) 方案一

将SD仪表由原来的测量事故排风回路过滤器前后的差压改为测量碘过滤器后面与核辅助厂房内大气压力的差压,并且适当调整SD的复位值和回差值使动作值达到1200Pa。这样在正常排风机启动时,作用在SD两侧的压力差为1000Pa左右,等到事故情况下碘排风机启动时,在SD两侧的压力差能够达到1200Pa以上,使SD动作,自动停运正常排风机,从而实现事故排风和正常排风的切换。

方案优点:不需要其他材料,只需对现有的SD进行适当的修改就能实现。

方案缺点:SD压差测量的一端设在风机主干管上一防火阀和风机入口之间,正常运行期间若相关区域发生火灾,防火阀可能关闭,防火阀至风机入口区域成为一个比较封闭的区域,由于失去补充气流导致负压加大,可能会使SD动作,使正在运行的风机停运。风机停运后负压区域内负压逐渐降低,低至SD复位值后SD复位。由于正常排风机的启动命令是一个长命令,因此在SD复位后风机又将启动,启动后负压增大,增大到SD动作值后风机又停止运行,由此形成风机不停的启动、停止,不但可能造成风机电机的损坏甚至引起火灾,还会使部分排风未经过事故过滤系统而直接从烟囱排入环境。    如采用此方法需要修改SD的定值手册。

b) 方案二

由于SD的作用是监测事故排风回路是否启动,因此可以使用其他的信号代替;例如将事故风机的启动反馈作为事故排风回路已经启动的信号。

方案优点:不需要设备、材料,只需要在DCS逻辑组态中进行组态修改,用事故排风机的启动反馈代替SD信号即可。

方案缺点:排风机的启动反馈仅表示排风机的电源抽屉已经合闸,排风回路仍可能因其它故障而未成功启动。如电源抽屉合闸,但由于皮带轮打滑,无法建立满意的流量,整个厂房的负压不能满足要求。

如采用此方法需要修改系统逻辑图和流程图以及其他相关的文件。

c) 方案三

在事故风机出口止回阀上安装限位开关,在风机启动止回阀打开时限位开关动作,以此信号代替SD信号作为事故排风回路启动的信号。

方案优点:限位动作表明事故排风回路已经实际建立,不会存在虚假的信号。

方案缺点:需要增加限位开关、增加相应的电缆、修改现有的逻辑组态,工程量稍微大一些。

如采用此方法需要修改系统逻辑图和流程图并增加相关的设备、电缆。

d) 方案四

联系厂家开发新的回差值较小的压差开关,使仪表在现有的设计文件下能够正常使用。

方案优点:新仪表能够完全满足设计需求,使工艺系统完全实现设计目的。

方案缺点:开发新仪表需要较长时间,已建电厂需要先先考虑其他办法。

如采用此方法无需修改设计文件。

e) 方案五

使用MD流量表代替SD流量开关。由于MD为实际测得的数据,不存在回差问题,可以根据实际值设定合适的定值。

方案优点:MD有较大测量范围,动作值和复位值都可以进行单独设置,对设计选择余地较多。

方案缺点:MD相较SD贵一点。

若采用此方案需要修改相关设计文件。

综合上述五个方案的优缺点,在发出意外事件单设计答复厂家无法提供满足要求的仪表,且其他的厂家也无法提供的情况下,出于机组运行的需求,考虑采用方案一作为临时措施使系统满足功能需求。试验结果表明,采用该临时措施后,系统的运行需求得以满足。

五、 结论

提出的五种方法都具有可实施性,但各有优缺点。对于正在调试的机组,为保证工程进度,机组状态能够往后走,可采用第一种方案作为临时措施保证功能。对于建设早期阶段的项目,增加逆止阀限位开关和敷设电缆都比较方便,不会对机组进度产生影响,可以考虑采用使用第三种方案。对于尚未开工的同类型电厂,如预计仍将出现同样的问题,可以根据情况考虑采用方案四或方案五。

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。