某核电机组在实际的运行过程中,其中2号泵上部油箱出现过三次油位过高的警报。当第一次出现油箱油位过高的现象时,是在经过大修之后,机组出现了升温以及升压现象,为了对这一问题进行合理解决,将上部油箱进行排出5升之后,其报警解决。在第二次出现油箱油位过高现象的存在,因为担心在大量排油的情况下,可能会对主泵的稳定运行带来限制,所以,在实际的解决过程中,主要是对各轴承温度以及润滑油温度等进行了合理调整,从而保证主泵的安全稳定运行。在大修过程中对润滑油的优质状况开展了相应的检测工作,最终的化验结果为合格状态。在大修启动之后,又再次出现了油位过高的现象。本文就针对这问题开展了相应的分析工作。
1、技术分析
针对于反应堆冷却剂泵而言,又被称作为主泵,在冷却系统中,驱动冷却剂在内部进行循环运行,以连续性的方式将反应堆中所形成的热量传输到蒸汽发生器中,通过这种方式可以保证偏离泡核沸腾比超出所允许的范围。在核反应堆冷却剂泵组中,主要是由泵本体与驱动电机两个部分组合而成,在电动机的上部位置,安装了径向轴承。为了保证主泵电机上部与下部轴承都具备足够的润滑剂,只有这样才能避免轴承在运行过程中出现损坏想象。在主泵机上部与下部都应该设置专门油提升系统与油箱,止推轴承与上部径向轴承都应该安装在贮油箱中,并保证油体全部覆盖,电动机下部径向轴承需要浸在电动机下部油箱油体中。
在上部与下部的油箱当中,需要设置有直读式油位计与油位开关,同时应该具备最高与最低油位触点报警装置,通过这种方式才能对油箱油位进行时全面监测。在油位过高或者事过低的情况下,会发出报警,在这时需要第一时间关停主泵电机,从而才能避免对部件造成损害。
2、原因分析
在反应堆冷却剂的上部油箱启动之前,没有发生油位过高的警报,但是随着进入到启动状态之后,就出现了油位过高的警报,由此可以分析出,在进入到启动状态之后,润滑油体积会提升,而体积提升的主要原因是因为在受热状态下运行,同时油的质量降低,或者是在润滑油当中进入了一定的水分。以下对具体原因进行了深入分析。
第一,润滑油受热,体积出现膨胀。该核电站在经过大修处理之后,反应堆从启动截止到现今,一共运行了四个月的时间。在这一期间内,温度一直是呈现出了上升的趋势,其中海水的温度上升了10℃左右,这就造成设备冷却水温度上升超出了10℃,上部轴承箱的温度上升了7℃,上部推力轴承上升了4.5℃,其温度上升状况如下图1所示。
图1 各相关参数温度变化曲线
结合上图1中的相关内容进行分析,设备冷却水与海水,在温度变化方面具有一致性,主泵上部推力轴承与主泵上部油箱变化状况也一致。在四个月的时间内,油箱的温度从46℃上升到了53℃,结合矿物质润滑油温度与密度之间存在的关系进行分析,当温度达到53℃的状态下,其油箱内的总体积为562.7L,结合维修手册中的内容进行分析,其中上部油箱截面积为597mm2,所以,在温度上升的状态下,上部油箱液为4.5mm,与高液位报警定值达到一致性。同时也与上一阶段排油5升后报警消除状态一致。
第二,润滑油油质变差。当润滑油的质量变低时,那么将会直接造成润滑剂的能力降低,从而导致轴承的温度上升。针对这种现象,在对润滑油油质变化情况进行分析时,可以结合轴承温度变化情况进行分析。其中主泵上部每一个轴承温度的变化状况如下图2所示。
图2 主泵上部轴承温度变化曲线
结合主泵上部推力轴承与径向轴承温度变化状况进行分析,主泵上部径向轴承温度没有出现太大的变动,但是,上部推力轴承温度出现了一定的上涨现象。由此可以看出,润滑油的质量并不存在问题,所以,可以排除油质变差而造成主泵轴承温度上升的现象。
第三,上部轴承油箱进水。针对于主泵上部油箱液位出现了比较高的现象,不但会受到液体膨胀的影响,同时也可能是因为在油箱的内部进入了一定的冷却水。通常情况下,在对水分进行检测的过程中,比较简答的方式就是化学取样。但是,因为功率在运行的阶段内,主环路剂量会比较高,甚至可以达到500msv,所以,在具体的取样操作过程中,很有可能会带来过量辐照问题的产生。针对这种现象,在具体的验证工作当中,没有采取直接取样的方法来进行。但是与润滑油的温度进行对比,其冷却水的温度比较低,如果当冷却水进入到润滑油当中,那么就会造成主泵上部轴承温度出现很大的降低现象,结合上图2中的相关数据进行分析,其中上部轴承的温度,都没有发生太大的变化。由此可以看出,在润滑剂当中并没有进入冷却水。
第四,限位开关误触发报警。对于主泵上部油箱油位开关而言,其主要为机械式常开触点,在没有外界作用的情况下,很少会出现误差问题,同时主泵上部盖板盖住,也不会杂物掉落砸到液位开关,除非是在液位出现上升的情况下,否则就不会产生液位开关向上的现象。由此可以看出,可以直接将液位开关误动所产生的影响进行排除。
第五,主泵房建温度上升造成油位上升。在该核电放映队冷却剂泵中,其主泵房间内没有安装气温测量仪表,当对主房间的温度进行冷却处理时,主要是采用核岛通风系统的方式来进行。在核岛通风系统当中,一共涉及到了四台风机,可以按照不同类型,将这些风机划分为A、B两种形式,在正常的运行状态下,只有一列在运行,另外一列处于备用的状况。如果存在一个系列的风机出现出力降低的问题,那么就会造成核岛的温度开始提升,在对其他房间温度变化情况了解的基础上,可以将核岛通风机运行状态充分体现出来,其中核岛部分房间温度变化曲线图如下图3所示。
图3 核岛另外2个房间温度曲线
结合上图当中的相关数据进行分析,其中核岛另外两个房间的温度没有出现持续上涨的现象,而是在一定的范围之内,出现了不稳定的波动。由此可以看出,主泵房间温度在没有破损以及没有堵塞的情况下,那么温度也不会持续出现上升的现象。因此,最终造成核电反应堆冷却剂泵上部油箱油位过高的主要原因,是因为受到了房间温度不断上升的影响。
3、结语:
综上所述,本文结合实际案例进行了分析,该机组主泵上部油箱油位过高出现报警,然后从多个方面对上部邮箱油位过高产生的原因进行了分析,其中排除了油箱进水、房间温度异常升高、油质变差以及液位开关误动作等原因,最终明确造成油位高报警的主要原因,是因为海水温度与冷却水温度的上升。本文中所提到的方法,不但适合应用到该核电站其他主泵中,同时也适合应用到其他核电厂主泵上部油箱油位过高处理中。
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