一,辅助给水系统的作用及重要性
辅助给水系统作为正常给水系统的备用,在丧失主给水系统时,向蒸汽发生器二次侧提供给水。在下列情况下代替主给水系统和启动给水系统运行:
(1) 反应堆启动时为蒸汽发生器充水;
(2) 反应堆停堆冷却过程中,在RRA系统投运之前为蒸汽发生器供水;
(3) 反应堆热备用或热停堆状态为蒸汽发生器供水;
(4) 正常给水系统故障丧失时投入运行,确保堆芯冷却;
(5) 失水事故或蒸汽管道破裂或给水管道破裂时自动投入。
二,辅助给水汽动泵的结构及工作方式
汽动泵为卧式两级卧式离心式结构,由汽轮机驱动,泵壳与汽缸成整体制造。泵和汽轮机转子组件装在公共轴上,该轴由两只水润滑的径向轴承来支承,由第一级叶轮出口供应的水来冷却润滑。
泵的转速由汽轮机控制装置来调节。控制装置主要蒸汽主汽门、脱扣装置、调节阀和压力调节器。泵装有电气和机械超速脱扣机构,当转速达到预定的水平时关闭蒸汽主汽门。
1. 泵壳/汽缸
泵壳/汽缸是整体的,其一端与具有两个带法兰的排汽分支的汽缸相连,在另一端装有泵壳和泵出口分支。泵壳/汽缸由在泵壳和中央水室上形成的脚支承在制作底板的支座上而汽缸是悬空的以允许膨胀。
1. 脱扣装置
为了汽轮机驱动的辅助给水泵的安全,提供两个不同类型的超速脱扣,一;基本的电子超速脱扣,它由电子测速器所感受的转速来动作。二;机械超速脱扣由含在泵轴内的一个脱扣螺栓来执行。通过释放主汽门活塞下部的蒸汽压力来操纵脱扣,使活塞上部的蒸汽压力将阀门关闭,由此将泵停下。
2.1电磁脱扣
电磁脱扣独立于机械脱扣进行。电磁脱扣一般是由电子测速信号传递至电磁阀自动完成脱扣,同时现场及主控也提供手动及复位按钮。
2.2机械脱扣
机械脱扣螺栓组件包括有脱扣螺栓组件、锥形阀、固定和调整塞子等组成。当轴开始转动时,套筒将相对内部弹簧向调整塞移动,而脱扣螺栓将压缩弹簧反向于调整塞向外移动,当达到脱扣转速时,螺栓将向外移动得足够远,使组合重心移动到敲击触发器一侧,从而使脱扣螺栓及套筒向外移动,直到套筒击打到触发器。
2. 调节阀
调节阀协同压力调节器以连续在线控制进入喷嘴的蒸汽流量,从而调节泵的出力以满足运行的要求。经过调节阀的蒸汽分成两股汽流进入喷嘴。第一股汽流通过阀笼中的控制口流入喷嘴室,第二股汽流通过输送通道流到阀笼底部的第二组控制口,然后经环形槽进入喷嘴室。
3. 压力调节器
压力调节器通过杠杆移动调节阀位置来适应泵的出力。一只接管经泵出口通过滤网引向压力调节器活塞上方的缸中,另一接管自泵出口经文氏管节流后通过第二只滤网进入活塞下方的缸中。二者的差压将活塞往下推向调节器心杆。
三,辅助给水汽动泵首次启动试验及超速试验过程
1. 试验准备:
汽动泵安装完毕,对汽动泵进行除尘保护,有效的避免焊渣等杂物进入泵的汽侧和水侧,在冲转前对ASG管道进行冲洗,并用内窥镜检查腔室,排除运行过程中对泵的损伤隐患。在冲转前做好高风险作业分析,提前做好高压蒸汽泄露的防护措施,对管道进行预热充压,以检查汽水分离器及疏水器的性能和可能出现的跑冒滴漏,保证后续试验安全可靠的进行。
2. 试验过程:
首先利用SVA辅助蒸汽进行冲转,是为了试验该泵的机械打闸可用和运行的正常性,也为后续小流量试验提供了有力的保障。在机械打闸可用的前提下,进行了汽动辅助给水泵小流量试验,该试验不仅包括两个小时的小流量以检查汽动泵的参数性能符合要求,还包括验证汽动泵电气超速保护性能。首先仪控把第一级电气超速保护定值调整到5000rpm,开启供气阀核对汽动泵转速上升到5000rpm时自动跳闸,检查跳闸动作正确,关闭供气阀并复位后把第一级电气超速保护定值调整到正常值,重新开启供气阀,核对汽机的转速正常后,采取缓慢关闭泵入口阀,使泵入口压力逐渐降低,出口扬程迅速降低,汽轮机负荷快速下降,由此汽轮机转速飞升,达到超速定值时,核对电气超速保护动作正确。
四,辅助给水汽动泵在正常运行过程中存在的问题及解决方案
第一个问题:汽轮机排气消音器处有蒸汽外漏
经过讨论分析有以下可能性,一:001/002ZE的汽水分离效果不好,导致大量蒸汽从001PU/067PU进入003/004ZE从而排到消音器出口,二:069PU有问题导致蒸汽直接排到004ZE从而排到消音器出口,三:001/067/069PU旁路阀门139/146/186VV有内漏,导致蒸汽直接从进入003/004ZE从而排到消音器出口。经后期机械人员检查验证是139VV内漏的原因。
第二个问题是L002房间一直有大量蒸汽存在
由于电气厂房负七米有大量电缆穿过,汽动泵汽侧疏水管出口处大量蒸汽存,原因在于003/004ZE下游排水管流量大、温度高,而设计专门用于冷却作用的SEP水管太细,导致排往SEO坑的水温度较高,而排往SEO的排水管管口当时设计在水面上方,蒸发产生大量蒸汽,从而导致整个厂房充满蒸汽。通过一号机组将SEO坑的水位整定值提高从而淹没疏水排放管口的方法可以解决L002房间一直有大量蒸汽存在的问题,解决了电气厂房负七米大量电缆的绝缘隐患问题。
五、结论
本文以辅助给水汽动泵为研究对象,结合试验数据和现场问题的观察分析,对产生的问题总结如下:
(1)针对就地控制柜复位继电器在汽机脱扣后无法复位问题,建议现场先轻触继电器,排除接触不良的问题,仪控检查接线是否有断线,备好复位继电器备件,以免汽动泵不可用,机组状态后撤。
(2)汽动泵正常备用时消音器排气管蒸汽外漏问题,通过逐项排除,确认旁路阀内139VV内漏
(3)一号机组电气局部厂房存在大量蒸汽问题,通过提升SEO坑的液位,冷凝高温疏水得已解决,但同时存在汽动泵汽侧叶片腐蚀的风险。
作者简介:
张帅(1994-),研究核电厂设备操作、生产管理
陈德林(1991-),研究核电厂仪控设备维护、管理