核电站给水氧含量监测数据偏高的处理

李洪渡 张术勇

（中广核阳江核电有限公司，广东 阳江 529941）

0 引言

核电站给水中的溶解氧会腐蚀设备材料，腐蚀生成的氧化物进入蒸发器将增加淤泥量并可能产生氧化电位，会对蒸发器本体、管板胀接口、构件等造成腐蚀。核电站功率运行模式下给水中氧含量正常在1μg/L 以下，控制不当会影响二回路水质，可能加速蒸汽发生器的腐蚀并影响蒸汽发生器的使用寿命。

1 背景

某核电站机组在正常功率运行情况下，给水氧含量均小于1μg/L，但该核电站机组大修启动后功率运行近一个月期间，给水氧含量监测数据一直在1μg/L 的期望值以上（未超过3μg/L 的限值），如图1 所示。

图1

2 问题分析及处理

核电站二回路主要工艺流程为凝结水抽取系统→低压加热器→给水除氧器→高压加热器→主给水系统→蒸汽发生器。给水氧含量监测的流程为：主给水管道取样一次阀→一次冷却架→二次冷却架→氧表测量。

经过对上述系统的分析和以往经验的总结，按照故障发生的几率和处理工作的难易度，首先要分析二回路溶解氧的整体控制效果，其次要确认氧表测量的准确性，若氧表工作正常，则需对氧表的取样管线进行查漏。

2.1 二回路存在空气漏入

在给水氧含量监测数据偏高时，首先要根据凝结水抽取系统，给水除氧器系统和主给水系统三个系统的氧含量监测数据，分析二回路的密闭性和除氧器的运行状况。给水为来自除氧器出口的除氧水，其氧含量应与除氧器基本一致。同时二回路空气漏入主要发生在凝汽器等负压设备，若凝汽器出水氧含量正常，则二回路整体发生空气泄漏的几率不大。

根据图1 所显示的趋势，凝汽器出水氧含量在机组启动后持续下降，说明凝汽器密封性良好，没有明显的空气漏入，启机初期凝汽器氧含量高应为相连管道残水的影响，随着运行时间的推移，残水的影响在逐渐降低。除氧器的氧含量一直维持在0.3μg/L 左右，表明除氧器运行状况良好。这种运行状况下，给水的氧含量应该在期望值1μg/L以下，而实际却超出了期望值，需进行分析处理。

2.2 氧表测量准确性

表1

确认氧表进样参数：高温和高压水样会损坏氧表探头，流量过低会影响测量准确性，过高则可能溢流。给水氧表为ABB9435 型，该表的正常测量要求进样参数见表1：

经确认，氧表流量为300mL/min，温度为26℃，压力正常，氧表样水参数正常。

确认氧表测量准确性：确认氧表工作状态时，不能频繁标定氧表或更换氧表探头，因为氧表标定工作后，虽然30min 内可以降低到10μg/L 以下级别的测量，但恢复至正常测量水平的1μg/L 左右则需要约5h 以上，这样会造成氧表长时间不可用，延长查找原因的时间。使用便携式氧表进行比对也不准确，因为便携式氧表与系统连接没有在线氧表与系统连接的严密性高，不可避免的存在微量的空气漏入，很难测量至10μg/L 以下。

最科学的方法是使用除氧器氧表测量给水水样，与给水氧表测量结果比对以进行验证。验证结果如表2 所示。

表2

由互相验证的数据可以看出，给水氧表测量状态正常，给水水样含氧量确认偏高。

2.3 取样管线进入空气或富氧水

2.3.1 排除取样管线残存富氧水

在机组启动初期，取样系统投运时间不长，管线内可能有残存富氧水。对取样管线进行了排水，观察氧表读数，稳定在1.8μg/L 没有下降趋势。确认给水氧表取样管线内无残存富氧水。

2.3.2 确认与辅助给水系统相连阀门的状态

辅助给水系统有管线连接至主给水在线表，在辅助给水冷却模式下使用主给水的在线表进行辅助给水的水质监测。辅助给水系统对氧含量的要求没有主给水严格，其氧含量要高出一个数量级。若主给水取样管线上游与辅助给水连接的阀门状态不正确，也会造成主给水氧表读数的偏高。经确认此阀门状态正确。

2.3.3 给水氧表取样管线查漏

常见漏点检查：在氧表取样管线查漏工作中，根据以往的经验反馈，先进行了几处常见漏点的检查：氧表取样管线的流量计是易渗漏部件，经检查其密封圈正常；取样管线压力不够也容易吸入空气，此种情况最容易发生在二次冷却架的减压阀下游，因为减压阀的节流作用会造成下游管线的负压。经检查减压阀下游压力正常。

2.3.4 氦气查漏

常见几个故障点检查未发现问题，需要对氧表取样管线进行查漏。有观点认为取样管线中水样为正压，就算有泄漏也不会影响氧含量测定。在几次查漏和消漏的工作中，实践表明，在取样管线存在微小渗漏的情况下，空气中高浓度的氧可以通过漏点较明显地影响样品水中痕量氧的监测。

给水取样管线查漏采用了氦气质谱法。氦气质谱法通常应用于凝汽器等负压系统的查漏，是一种相当精密的方法。给水取样系统管线管径小，管线长，弯头多，采用最低点疏水不能完全排净管道中积水。当充入氦气时，管道中积水会形成水封，堵塞氦气的流动，水封下游无法充入氦气，漏点也无法查出，因而管道中水必须要吹扫干净。

在整个查漏过程中，未检测到取样管线有明显的漏点，管线内氦气压力在15h 内也无明显变化。说明氧表取样管线密闭性良好。

2.4 处理结果

经过半个月的处理工作，可以确认给水在线氧表测量准确，取样管线密闭性良好，也没有富氧的残水。给水氧表所测的数据对所取水样的监测是可信的。同时给水之前的二回路管道密闭性良好，除氧器除氧效果良好。

此次给水氧含量监测数据偏高的原因可能是取样一次阀中有的阀门渗漏，或者与给水相连的管道内有大修期间残留的富氧水。在机组运行期间无法对这些原因进行确定，同时给水氧含量监测数据稳定在2μg/L 以下，虽然高于化学规范的期望值1μg/L，但低于化学规范3μg/L 的限值，对给水设备和蒸汽发生器的腐蚀影响可以接受。

3 给水氧含量跟踪

在此次给水氧表读数偏高处理工作结束后，对给水氧含量进行了长时间的跟踪，其数据变化趋势见图2。

图2

分析图2 可以发现，给水氧含量一直保持稳定并有下降趋势，最终于2006年7月1日开始降低至1μg/L 以下，稳定在0.7μg/L 左右。可以认为，是大修启机后给水系统相关管道内残存的富氧水引起了给水氧含量监测数据偏高，并且随着机组的运行，富氧水逐渐被正常给水置换，最终消除了对给水氧含量监测的影响。

4 结束语

此次处理的分析、过程及结果表明，若给水氧含量监测数据偏高，应在深入理解仪表监测机理，系统流程和运行方式的基础上，根据故障发生几率和查找难易度进行逐个排查。若给水氧含量监测数据无法恢复正常，则继续加强跟踪，根据其趋势采取相应措施。