核岛冷冻水系统调试案例分析

康乐嘉　张浩

【摘 要】本文以某核电站为例，分析了其冷冻水系统的调试过程。重点分析了其在冷冻调试过程中存在的临时过滤器堵塞、2DEG201GF冷媒泄露等问题，尤其是在冬季坑却中，要采取必要的措施确保其运行稳定和安全。

【关键词】冷冻机组；导叶；调试；冷却水温

笔者所在的核电站冷却系统是由安全壳连续通风系统（EVR）、反应堆的通风系统（EVC）、DVN、DVK、DVG五个部分组成，通过这一系统来实现机组的冷却过程，对核反应堆以及所有的物品实施保护。核岛冷却水系统并非安全相关系统。但对于整个机组的稳定和安全运行具有积极意义。

1 调试过程及主要原理

DEG系统（核岛冷冻水系统）为EVR、EVC、DVN、DVK、DVG共5个通风系统提供冷源，此外，当RRI水温过高时，为REN在线分析仪二次侧所用设备冷却水降温。所回收的热量通过冷水机组冷凝器传递给RRI，最后通过换热器由海水带走。机组共三套容量为50%的冷水机组（两用一备）。调试分《核岛冷冻水系统逻辑控制通道试验》《冷冻水流量分配实验》《冷冻机组启动试验》《冷冻水系统性能试验》几个试验阶段。

核岛冷冻水系统DEG是一个闭合式的冷冻水系统回路，通过DEG将核岛通风系统冷却盘管所回收的热量传输给冷冻系统。通过系统蒸发器为其提供冷冻水完成冷却的过程，回收冷冻水回水中的热量将热量经过冷水机组的冷凝系统传送给冷却RRI系统，完成冷却过程。改核电站DEG系统共由六台冷却机组组成，其中每机组三台离心式冷却系统和封闭式电机。该机组以R134a为介质，按照蒸发、压缩、冷却和节流的程序实现循环。具体来说，就是汽机蒸发器壳的业态冷媒在恒压的环境下蒸发，吸收了回水中的热量，使其温度降低。气态冷媒通过压缩机将其压缩成高温、高压的气体，最终进入冷凝器被RRI水冷却，在这一过程中，需要注意现场设计和布置问题。

2 试验主要问题及处理

2.1 临时过滤器堵塞导致两台水泵无法同时运行

2.1.1 现象描述

冷冻机组因配合电气试验停运一段时间之后，重新启动机组过程中，出现两台水泵无法同时运行的现象：启动2DEG001PO运行，打开其出口阀2DEG103VD，水泵运行正常（入口压力0.042MPa，出口压力0.528MPa，电机电流101.8A）；启动2DEG002PO，缓慢打开2DEG203VD，并调节2DEG050VD开度。在打开过程中发现，当2DEG203VD开度到50%时，2LLI 271JA（2DEG001PO电源）电流迅速降至50A以下（额定电流135.3A），002PO水泵出口压力增加至0.6MPa（期望值0.525-0.537），入口压力将至0.030MPa（期望值0.035-0.047MPa），同时，2DEG001BA上方有冷冻水溢出。根据现场实际情况，初步判断为临时过滤器堵塞。排出2DEG冷冻水，拆除临时过滤器，更换为正式管，重新冲水，启动两台水泵，各运行参数合格。

2.1.2 原因分析

临时过滤器堵塞，导致水泵出口压力增加，入口压力减小。

2.1.3 处理措施

委托安装单位拆除过滤器，更换为正式管段，重新冲水排气，启动两台水泵，各运行参数合格。

2.2 DEG201GF冷媒泄露

2.2.1 现象描述

2015年9月，在对冷水机组进行巡检时，发现2DEG201GF流量调节蝶阀251VQ处有液体流出，阀门外部已经结霜，在阀门正下方液体流到的地方也有一层霜。由此判断，是制冷剂R134a在该阀处泄露，于是，立即停运冷冻机组之后快速撤离房间，并通知主控室值班人员。

2.2.2 原因分析

流量调节蝶阀2DEG251VQ发生泄露。

2.2.3 处理措施

在厂家人员配合下，将201GF制冷剂导出到301GF中暂存，将发生泄漏的阀门交回厂家进行质量验证。更换由厂家提供的各参数满足要求（公称压力1.6MPa，使用温度≤120°C）并且产品质量合格的阀门（有出厂合格证），对机组重新进行保压，保压合格后导入冷媒，启机确定阀门处没有泄露，其他各项指标合格。用同样的方法将101GF的151VQ，301GF的351VQ更换为质量合格的阀门。

2.3 冬季机组运行问题及解决

冬季核电站机组的主要问题就是其启动问题，进入冬季，机组负荷减少，启动时很容易导致供油高温跳机，或者冷却温度高低不均。要处理此类问题，首先就是要防止油温过高，要确保机组冷凝器的蒸发压力处于一定的范围之内。确保回水温度的稳定性。通过降低或者提高冷凝压力，课减少冷却的水量，或间接高冷却水温度，机组启动后，通过手动提哦啊接的方式来提高冷却水的温度，实现蒸发温度的快速降低并且增大冷尼奇的蒸发压差，确保有温度的降低并且提高其稳定性。最后，同样以手动的昂视将导叶调至实际的负荷开度。运行过程中，要善于观察期参数变化，对于油温过高的要及时调整期油温，通常核电站机组运行冷却油温要控制在42℃，。

另外，在冬季机组冷却过程中，要时常关注其负荷是否在运行允许范围内，工作人员要适当的对其进行巡查，对于不合理的地方要进行合理的管理。对于水温低的系统要进行必要的控制，与下级布局图匹配。冬季冷却多数只集中在反应堆厂房，冷水的水温即可。因此在这一时期课采取以下方法。如将DEG冷冻机组换成手动操作，将冷冻补水出口的低跳机值将到更合理的范围。同事启动一台冷却水泵来提高冷冻水温。节流始终是冬季冷却需要关注的问题。

2.4 DEG系统冷却机组的导叶开度控制策略

该问题源自于DEG自身的设计，目前DEG还未实现自动控制，因为自动控制频繁回造成连杆的断裂。并列运行的前提下，水位维持在1DEG201GF的导叶开度过大，出口冷却问题一般会低于1DEG201GF的温度。这样容易存在一个问题就是一档的手动运行，则很难及时在供水温度较低时将其关闭，长时间持续的处于低温状态会使机组出现跳机。也就是说，在停运DVN的过程中用技术的调小DEG导叶，1#机组和2#机组要同步。当两个机组同时运行时要及时联系，确保其同步性，防止出现跳机。

3 总结及改进意见

DEG系统是整个RX、KX、NX厂房空调系统的心脏，DEG系统与各通风系统的完整配合，对整个厂房有着重要的作用，是确保厂房安全的关键。1）决定了工作人员的舒适度、工作效率，对厂房内各项工作的开展有着深远影响；2）限制空气中水蒸气的含量，避免水蒸气在厂房内部结露；3）保证各设备能够在安全的环境下运行，并最大限度的降低环境温度对设备运行的影响（如敏感元件、电气设备、支撑反应堆压力容器容量的混凝土）。同时，DEG系统采用的离心机组制冷量大，转速高，保护信号多，所以发生事故的概率也随之增高。调试整个DEG系统，要求系统负责人胆大心细，责任心强，调试水平高，能够规范操作；对于设备本体，电仪相关知识都有很深的了解，能够准确对设备进行调试，提高设备的安全性。

[责任编辑：王伟平]