核电厂贝类捕集器采购技术创新
李君龙
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李君龙,. 核电厂贝类捕集器采购技术创新[J]. 核工业与技术,202310. DOI:10.12721/ccn.2023.16769.
摘要: 类捕集器作为核电厂核岛重要设备冷却水系统中的一个重要设备,其主要功能是过滤进入重要设备冷却水热交换器的海水,其能否安全稳定运行关系到整个核电机组的安全稳定。本文从贝类捕集器的项目采购过程管理方面论述了贝类捕集器采购过程中需要关注的问题以及通过对F项目项目和田湾一期工程同类设备运行过程中出现的相关问题的分析,并将相关问题反馈到了田湾5/6号机组采购过程中,提出了针对田湾5/6号项目创新的解决方案,并后续新建项目同类设备的采购管理提供了可供参考的经验和建议。
关键词: 贝类捕集器;技术;创新;管理
DOI:10.12721/ccn.2023.16769
基金资助:

1、前言

EPC总承包模式下的贝类捕集器的采购经历了选型、设计和制造等不同的采购阶段,本文旨在通过总结不同采购阶段贝类捕集器执行的经验以及分析前期项目贝类捕集器、反冲洗吸过滤器等设备出现的问题,分析了田湾5、6号机组贝类捕集器在吸取前期项目的经验反馈的基础上在采购过程中注意的问题,为后续新建项目的贝类捕集器的采购提供了可供参考的经验和建议 。

2、项目背景

贝类捕集器由于属于重要设备冷却水系统,它能否安全稳定运行关系到核电机组的安全与稳定,尤其是前期项目执行及运行过程中出现的相关问题非常值得我们的注意,需要通过对整个项目采购过程及设备技术去深入的分析及研究,才能提前发现问题并及时解决,以最小的代价保证设备采购的成功。

3、对前期项目同类设备出现的问题分析,提出田湾5/6号机组贝类捕集器采购技术创新:

前期项目经过长时间的运行,反冲洗过滤设备主要出现的问题是:

海水水质质量较差,杂质含量较高,海洋生物极易在系统生存,系统内杂质容易将设备阻塞,在夏季经常由于排污不及时导致压差高,需要停运设备打开手孔进行清理。

3.1根据对前期F项目贝类捕集器问题的研究提出田湾5、6机组贝类捕集器设计中技术上的创新应用

3.1.1F项目贝类捕集器及其问题的介绍

F项目使用的贝类捕集器为球形反冲洗过滤器,主要部分是一个不锈钢,网孔直径为2mm直径的球形过滤器。机组运行一段时间后发现贝类捕集器有堵塞现象的发生,对设备进行解体后,发现滤网被堵住的主要原因是为小砂粒、贝壳小碎片塞进了2mm的滤网网孔中导致的堵塞问题,无其他杂质导致贝捕堵塞的情况,见图。认真研究F项目使用过程中出现的问题并加以改进对田湾5/6项目贝类捕集器的采购具有重要的现实意义。

3.1.2通过对F项目贝类捕集器问题的经验反馈提出田湾5/6项目技术创新应用

⑴F项目球型贝捕多次被砂砾堵塞,通过分析主要原因为F项目海域泥沙含量较高,泥沙进入贝类捕集器后,在反洗装置弹性唇(详见图1画云线部分)的挤压使2mm左右的小颗粒被挤压进入到滤网的网孔中,将原本松散的堵塞变成极为牢固的堵塞。导致反洗、甚至高压水枪冲洗都无法将挤压进的颗粒冲洗出来,而需要用钢丝去疏通。因为SEC系统流速不大,如果是因为水流的冲击作用,虽然时间长、有一定压差,砂子的堵塞不会塞进网孔中而且特别牢固。即便通过反冲洗无法将堵塞物清除,但高压水枪应该是没有问题的,而F项目的贝类捕集器中的滤网网孔中的沙子和贝壳小碎片需要用铁丝捅才能开,说明是很大的力把沙子和贝壳小碎片挤压进入滤网的网孔中,可以知道是胶条的挤压起了很大的作用。分析可知,F项目贝类捕集器之所以会堵塞主要是由于海水中的泥沙含量过高,田湾海域的海水条件优于F项目,田湾海域主要是紫菜、浒苔等海生动植物较多,所以不存在由于泥沙堵塞网孔的现象。

图片1.png16.png图1

对于泥沙含量较高的海水环境中,为避免圆柱形网孔容易堵塞小沙粒和贝壳小碎片的问题有以下建议:

建议使用锥形滤孔,锥形滤孔确实能够较好的解决砂砾的堵塞问题。如果砂砾能进入滤孔,就不会被卡住,而是直接通过滤网。同时,锥形网孔对网孔内的杂质冲洗非常有利。根据相关机构的实验同时验证了我们的分析:锥形网孔要比圆柱形的网孔运行性能更好[1]。但锥形孔的问题是开孔率较圆柱形孔的要低,同样的通流面积的情况下,会导致滤网流阻的上升,或者在相同的设计流量下,滤网的面积更大,从而使设备更大,投资和维护成本都比采用圆柱形网孔的反冲洗过滤设备要大。

⑵当反洗的时候滤网前后的压差达到250mabr的时候,吸污口的弹性唇在吸污口的内外两侧的压差会产生如图总Fr的作用力,弹性唇在力的作用下产生了向转子中心方向的变形,从吸污口内外的压差变小,对反冲洗去污产生了非常不利的影响。通过增加反洗强化装置,使Fr的方向改善,向着反洗转子的出口,因此减小了弹性唇的变形,保持了更高的压降。如图2所示

55.png图2

3.2田湾一期工程增加PGE30反冲洗过滤器的技改

3.2.1 PGE30反冲洗过滤器的技改介绍

田湾核电一期工程真空泵板式热交换器MAJ33/34/35AC001使用的是是来自旋转滤网过滤后的海水,此海水经旋转滤网后仍会有很多杂物,导致换热器进水管道经常被堵塞,因此通过技术改造在换热器海水侧母管进口管道上增加自动反冲洗过滤器PGE30AT001。改造完成以后,采用球形自动反冲洗过滤器以后,没有再发生真空泵海水冷却系统换热器堵塞事件 [2]

3.2.2田湾5/6号机组贝类捕集器和1/2机组PGE30反冲洗过滤器的比较

通过田湾一期工程技术改造使用的效果看,PGE30 反冲洗过滤器在田湾一期工程中成功的使用,田湾5/6项目如果使用和PGE系统同一厂家生产的同类设备,两种设备的使用环境、滤网孔径大小、设备内外部结构合所使用材料都是一样的,从这也可以直接证明上面的结论:

与F项目相同型号的贝类捕集器在田湾5/6号机组上不会发生泥沙和贝壳的小碎片堵塞滤网的现象发生。设备到货后经过调试和运行,也验证了此种采购方案的可行性。

4、结论:

本文通过论述田湾5/6号项目贝类捕集器采购过程管理方面的内容,分析了贝类捕集器采购过程中面临的主要管理及技术问题,提出贝类捕集器采购过程中的的建议和方案,从技术方面上促进了田湾5/6号项目贝类捕集器采购项目的顺利实施,本文尤其对前期项目运行过程中的问题进行了研究并与田湾5/6号项目的贝类捕集器进行对比论证分析,提出了在设备设计方面的注意事项及改进方案,为贝类捕集器的采购工作提供了非常重要的指导。

参考文献

[1]J.Barthelmes,《TAPROGGE常规电厂海水系统收集的原始碎片进行过滤器性能实验的报告》 2013.02

[2] 韩伟,《球形自动反冲洗过滤器在核电站海水冷却系统中的应用 》,中国核电,第四卷第3期,2011,9