某核电站循环水系统压力注水设计改进分析

第37卷第5期华电技术Vol.37 No.52015年5月Huadian TechnologyMay.2015某核电站循环水系统压力注水设计改进分析张保国，麻敬伟,李铁峰(山东核电有限公司,山东烟台265116)摘要:介绍了某核电机组循环水系统的基本情况,分析指出该系统未进行加压注水设计,可能受潮位影响而延缓机组启动。在对循环水管线及关联设备进行分析及初步热力估算的基础上,给出了循环水管道压力注水及停机期间小流量循环的路径。关键词:核电站;循环水系统;加压注水;热力估算;小流量循环中图分类号:TK 79文献标志码:B .文章编号:1674 - 1951 (2015)05 -0009 -03另外,在一期循环水泵房设置4台海水淡化取1循环水 系统概况水泵,每机2台,从前池取水后加压供海水淡化厂循环水作为热阱,通过向凝汽器提供冷却水,将房,为海水淡化提供水源。相关设备见表1, 系统流汽轮机排出的乏汽冷凝为水。循环水系统主要功能程如图1所示。是向常规岛汽轮机凝汽器及其辅助设备提供冷却表1相关设备水。循环水系统采用单元制供水系统,每台机组配名称数量(单扬程/m3台循环水泵.2条压力供水管、1座虹吸井、1条双机)/台(m3.h-')孔循环水排水沟。循环水泵运行方式为:夏、春、秋.鼓网冲洗水泵240季3泵运行,冬季2泵运行。从循环水管道吸取海海水淡化提升泵32.0~ 39.5480水冷却汽轮机厂房闭式冷却水系统热交换器,开式循环水泵9.0-28.00 ~ 80000冷却水系统从凝汽器C进水管道取水,通过电动滤开式水泵2185水器过滤和开式泵增压后流经闭式水热交换器,然.水室真空泵1. 9(背压)1870后将海水通过凝汽器C冷却水排放管道排放至虹注:循环水泵正常工作区:扬程,9.2~ 12. 5m;流量,51936 ~吸井。在B/C循环水母管设置DN150mm管道,在59 808 m2/h。运行期间向加氯系统提供海水介质。从前水室入口2改进方法接出一路海水DN150mm管线,用以冷却机组疏水扩容器的回水,在疏水扩容器停机期间,包括机组供若要实现加压注水,考虑现有设备情况,一是利用鼓网冲洗水泵的返水,加注至循环水管道,二是考暖系统的回水”。设置水室真空泵,在启动和运行期间用于去除虑从就近的海水淡化泵出口经循环水泵出口排气阀凝汽器水室中的空气和不凝结气体。在启动循环水(改造)后接人,可进一步加快注水流量。泵之前,循环水系统中的空气必须被抽干净,以防在从蝶阀间海水淡化管线切开，利用法兰对接,形系统启动过程中形成水锤;在运行循环水之前,所有成正式管线接至DN 300 mm母管,再以分支的方式空气必须通过充满水来去除。当确认水室顶部充满接至A/B/C泵出口自动排气阀前。水后,2台凝汽器水室抽真空系统泵投入运行,在循2.1连接路径环水系统中形成真空。位于凝汽器真空抽取罐中的利用循环水泵房2台海水淡化提升泵出口,接至高真空探测仪表,在探测到高度真空信号后,通过关循环泵出口液控蝶阀后的排气孔处自动排气阀前。闭真空泵来控制充水过程,真空泵在充水完成后继(1)在蝶阀间(附近)形成1路DN 300 mm母续运行以吸出运行中产生的空气2。管，中国煤化工(衬胶)。因部分流道标高处于海平面以上,循环水管路fYHCNMHG气阀,低点接放水阀。的自动排气阀会破坏真空,单- -使用水室真空泵充(3)在母管开口接3个支管经截止阀接至循环水泵出口蝶阀后自动排气阀前。水并建立虹吸时间较长。2.2 安装要求收稿日期:2014-11 -27;修回日期:2015-03 -22(1)管线承压参考原海水淡化出口管线设计等●10.华电技术第37卷去制氯(可经此管道给循环水管道注水)r0水室真空泵品虹吸破坏阀自动排气阀E F0-文去制氯凝汽器fDN150mm8鼓网8门_呙-鼓网冲洗水泵A海水淡化供水泵A海水淡化泵循环水泵A闭式热交换器大海r↑海水淡化供水泵B开式水泵鼓网冲洗水泵B虹吸井去凝汽器循环水泵B注:此处管道中心线标高1.5 m鼓网一t←去海水淡化鼓网冲洗水泵C循环水泵C图1改造前 系统流程级,与之匹配。力注水,启动水室真空泵,待所有高点排气阀见水，(2)管线需采用防腐材料,阀门应安装在便于循环水回水管道经潮位回注虹吸井至满水。启动循操作的位置。环泵,打开循环水泵出口阀,打开凝汽器出口阀,建(3)管线应根据现场位置按规范3~4m增加一一立循环。改进后系统流程如图2所示。支架，可靠牢固。(4)将自动排气阀接短管位置提升1m左右,自3热量计算动排气阀功能不变。3.1热量估算(5)将海水淡化管线通过阀门接入排气孔上在停机或者冷试期间,根据设计热力输入估算游，与排气孔并列。后续可以交叉打开对管路排气,最大可产生热量,具体见表2。并利用阀门开度控制循环水母管压力。3.2各种方式组合 下可带走热量(含水力损失)(6)管线连接及布置尽可能考虑永临结合。循环水泵房管系和开式水管系建立水力模型，*2机组亦考虑上述方案。DN2400mm以上循环水管道水阻忽略不计。2.3改进后的注水过程计算表明,供水管道中的DN 150 mm管道和关闭循环水泵出口阀和凝汽器出口阀,开始压DN 200 mm管道进出口、阀门、管道是最大阻力件,汽水分离罐文_ 去制氯自动排气阀( 7?凝汽器TDN150mm率海水淡化供水泵A( y-本日σ供水泵BB七中国煤化工YHCNMHG鼓网十一图2改进后 系统流程第5期张保国,等:某核电站循环水系统压力注水设计改进分析●11表2停机/冷 试期间主要负荷水,并联运行效果不好,但可通过控制总阀防止鼓网热负荷/(MJ.h-I)备注冲洗水泵过负荷。估算5台泵同时运行总流量为水室抽真空433. 2961 500 m3/h ,冷却水温升9 C ,带走热量15 MW。二回路取样1 637.280(2)鼓网冲洗水泵和海水淡化泵供开式泵试润滑油冷却器1 340.000润滑油取10%运。开式水泵投运时,由于开式泵流量远大于鼓网凝结水1074. 960冲洗水泵和海水淡化取水提升泵,开式泵、鼓网冲洗给水泵3 986.900给水泵最大化水泵、海水淡化取水提升泵同时运行,开式泵从循环其他1 00.0 000闭式水循环热等水管廊取水,会造成鼓网冲洗水泵、海水淡化取水提总计9472. 436.升泵出口背压降低而超出泵的设计流量。占总流阻的70%~90%。4综合比选前文所述3种计算工况下，泵流量都微超设计机组启动之前,依次启动海水淡化泵或(和)鼓流量,流过板换的水量不及正常流量(1950m'/h)的网冲洗水泵向循环水压力管道注水,待循环水进排一半,冷却水侧换热效果降低更多,会造成闭式冷却水管道和凝汽器注满水，即可进行第1台循环水泵水系统(TCS)进口和出口水温高于夏季预想温度启动操作。在停机检修期间,当循环水泵不具备启44C和35C。3台鼓网冲洗水泵单台泵流量为260 m'/h,总动条件时,可以用海水淡化泵或(和)鼓网冲洗水泵向循环水注水循环,带走停机热源的热量,并产生低流量为780m/h,对应扬程为45m,DN150mm段阻流量循环防止微生物滋生。力占总管阻的92%。冷却水温升9 C,带走热量按照以下方式注水和开式循环:(1)鼓网冲洗8.1 MW。水泵经B/C循环水蝶阀出口进入循环水流道,再为只运转2台海水淡化取水提升泵,单台泵流量开式泵流道供冷却水。开式水泵停电,被介质冲转。为590 m'/h,总流量为1180 m'/h,对应扬程为23.4(2)在上述基础上,接人海水淡化泵。开式水泵间m,DN200mm段阻力占总管阻的70.9%。冷却水断投运,或采用开式水泵出口阀节流控制。温升9C ,带走热量12 MW。综合比较见表3。由表3所知,单纯利用鼓网3.3 鼓网冲洗水泵和海水淡化泵支持开式泵运行冲洗水泵亦可满足换热需要,但流动阻力较大,对设(1)3台鼓网冲洗水泵和2台海水淡化取水提备运行不利,可根据热负荷进-步控制流量,降低流升泵同时向开式泵供水，由于鼓网冲洗水泵扬程高速。如果实施海水淡化泵接人,将进一步增大流量,于海水淡化取水提升泵近2倍,鼓网冲洗水泵供到降低单纯利用鼓网冲洗水泵的压力,又加快了注水循环水管廊里的水会妨碍海水淡化取水提升泵供速度,也可用于大修后注水,或者整组启动前或停机表3综合比较项目3鼓网冲洗水泵+2海水淡化泵2海水淡化泵3鼓网冲洗水泵流量/(m3 .h-1)15001180780热力计算/MW15. 0012. 00工期/d75造价/万元50隔离控制不需改造A循环水泵蝶阀出口部分位置海管路保养多回路同时注水,海水流动,阻止海生物生长，利于保养水不流动3路排气孔同时注水,降低排气孔DN150mm总阀处瓶颈明显(流速达12m/s),冲刷严重,振动大.噪上游及阀i]的冲刷安全性声大多流道注水,尽量降低对喉部的冲刷;注水速度较快中国煤化工停短期无法实现,运行监视也是问题THCNM HG调试进程海水淡化泵安装完成尽快调试;尽量支持开式泵预运仃试验“开式水泵试运难度较大加快注水速度(按循环水流道7000m3考虑),约5h注满水具备循环水注水优化约10h注满水泵启动条件.(下转第23页)第5期柯愈龙,等:火力发电厂设备精密点检体系及其应用23●增大,导致接头过热。流频谱,经计算,电机的极通过频率为0.16Hz,而此时的供电频率为49. 98 Hz,电流频谱在50. 14 Hz处出现了一个峰值，其幅值与供电频率差值为38.9dB,判断电机转子断条的可能性很大。停机解体并抽出电机转子进行检查,发现转子有2处明显的笼条断裂开焊,现场使用敲击法确认10余根笼条存在裂纹缺陷。4结束语精密点检体系已在中国华电集团内公司多家火力发电厂应用,据统计,精密点检对设备故障诊断的准确率可以达到95%以上,设备经改善维修后的合图3轴承内圈磨损格率达到100%。实施结果表明,精密点检可以有3.3超声故障诊 断案例效帮助发电厂掌握设备的运行状态,及时发现和处某电厂锅炉水冷壁发生泄漏,如不尽快确定漏理设备故障,大量减少了设备紧急抢修情况,多次避点位置,泄漏缺陷扩展很快,造成锅炉补水严重不免了机组降出力和非计划停运事件,延长了设备检足,可能会导致锅炉大面积爆管,造成巨大经济损修周期和使用寿命,降低了设备检修维护费用,有效失。采用超声检测仪进行检测,发现其中4根水冷提升了火力发电厂的设备管理水平。壁管壁超声数值明显大于相邻的管壁,说明存在泄参考文献:漏问题。对检测到的泄漏部位进行检查,发现管壁，焊缝处有直径约0. 7 cm的孔，该孔的相邻管壁也受[1]陈天宇.发电厂设备状态检修管理的探讨[J].水电能源其影响有变薄现象,并且出现了较小的漏点(如图4科学,2006 ,24(3):87 - 88.所示)。[2]陈江,沙德生.电厂辅机振动故障诊断及处理[J].电站辅机,2003(1):24 -27.[3]周国安.红外技术在电气设备检测中的应用[J].红外，2007 ,28(5):36 -39.[4]周健成.超声波检测技术在设备故障诊断中的应用[J].设备管理与维修,2011(7):48 -49.[5]赵大治,张辉,谭士森，等.发电厂状态检修中的油液特种分析技术[J].中国电力,2005 ,38(2):33 -35.[6]杜占峰,左岐.电流特征分析在异步电动机故障诊断中的应用[J].机电信息,2010( 30) :44 -45.(本文责编:刘芳)作者简介:图4水冷 壁漏点分布柯愈龙( 1985-),男,江西九江人，工程师,工学硕士,3.4电流频谱 故障诊断案例从事发电厂设备故障诊断等方面的研究(E-mail:keyulong@利用频谱分析仪采集某电厂给水泵电机运行电(上接第11页)后的冷却,且设备运行更加灵活,建议固化为正式设计。缺点是施工难度较大,采购和安装工期长。[1]贲岳,高学贞,韩磊,等.电厂循环水供水系统事故水锤,2009(5):26 -29.5结束语中国煤化工空管启动分析[J].华电技结合现场实际并考虑后续运行和保养,3种循fYHCNMHG(本文责编:白银雷)环水压力管道注水方式,多样化的系统组合,有利于系统运行;加快了循环水注水速度,优化了系统启动;为冷试及启动停机期间提供冷却水源，节约了厂张保国(1979-) ,男,山东莱芜人，工程师，从事核电厂用电;海水流动扰动,利于阻止海生物生成。调试方面的工作( E-mail:zhangbaoguo@ sdnpe. com)。