蒸汽發(fā)生器運(yùn)行故障探究論文
時(shí)間:2022-10-15 09:11:00
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根據(jù)國(guó)外壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)核電站蒸汽發(fā)生器的情況,介紹了蒸汽發(fā)生器在運(yùn)行中的事故與故障,并提出了相應(yīng)對(duì)策。
蒸汽發(fā)生器;運(yùn)行;事故;故障
Abstract:Thispaperdescribesaccidentsandtroublesinsteamgeneratoroperationandrecommendsrelevantpreventivestrategies,basedonextensiveoperatingexperienceofPWRsteamgeneratorsintheworldandtherelevantsituationofPWRsteamgeneratorsinChina.
Keywords:Steamgenerator;Operation;Accident;Trouble
國(guó)外核電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,蒸汽發(fā)生器是壓水堆一回路壓力邊界最薄弱的環(huán)節(jié)。為了保證運(yùn)行中蒸汽發(fā)生器的可靠性,從投運(yùn)的那一天起就要跟蹤、評(píng)估蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)研究、解決。對(duì)運(yùn)行中蒸汽發(fā)生器的管理內(nèi)容包括:狀態(tài)跟蹤與評(píng)估,對(duì)國(guó)外相似蒸汽發(fā)生器的調(diào)研,事故與故障預(yù)測(cè),制訂各種預(yù)防措施。預(yù)防措施包括雜質(zhì)清除和在役檢查,取管、堵管和襯管的修理技術(shù),特殊堵管標(biāo)準(zhǔn),泥渣沖洗和化學(xué)清洗技術(shù),二回路水質(zhì)的控制(包括雜質(zhì)返回的檢測(cè)等)。
1傳熱管破裂(SGTR)事故
1.1III類工況事故
考慮一根傳熱管完全斷裂,這類事故是稀有事故,但在核電站的整個(gè)壽期內(nèi)有可能發(fā)生。截至1994年,有10臺(tái)蒸汽發(fā)生器的傳熱管破裂。其中有3臺(tái)是由二次側(cè)應(yīng)力腐蝕引起的,有2臺(tái)是由高周疲勞引起的,有2臺(tái)是由松動(dòng)零件磨損引起的,有2臺(tái)是由一次側(cè)應(yīng)力腐蝕引起的,有1臺(tái)則是由耗蝕引起的。破裂的部位有3個(gè)在管板上方,有6個(gè)在U形彎管段區(qū),僅有1個(gè)在下部支撐板附近。破口的大小和形態(tài)也不一樣,有7個(gè)破口是軸向破裂,裂紋長(zhǎng)度為32~250mm,有2條裂紋呈360°的周向破裂,有1個(gè)為相鄰的2條裂紋組成。
1.2事故的過程、判斷和處理
(1)事故判斷的主要依據(jù)是:凝汽器抽氣器排氣監(jiān)測(cè)、蒸汽發(fā)生器排污水監(jiān)測(cè)、主蒸汽管道外16N監(jiān)測(cè)均顯示放射性濃度急劇升高,并發(fā)出警報(bào)。
(2)傳熱管破裂時(shí),由于蒸汽發(fā)生器一次側(cè)壓力比二次側(cè)壓力大得多,一次側(cè)水進(jìn)入二次側(cè)。由于一次側(cè)水的喪失,使穩(wěn)壓器水位下降,一回路壓力也隨著穩(wěn)壓器內(nèi)蒸汽容積的膨脹而下降。圖1、圖2分別表示穩(wěn)壓器水位及壓力隨時(shí)間的變化,2條曲線反映2種傳熱器管的破壞情況。
(3)由于穩(wěn)壓器低壓和低水位報(bào)警,上充泵流量將自動(dòng)增加,穩(wěn)壓器中的電加熱通電,力求穩(wěn)定穩(wěn)壓器中的壓力和水位。如果泄漏量超過上充泵流量,一回路水將繼續(xù)減少,導(dǎo)致自動(dòng)停堆,汽輪機(jī)自動(dòng)停機(jī)。穩(wěn)壓器水位達(dá)到低低水位定值時(shí),安注系統(tǒng)向一回路注水。
(4)由于一次側(cè)水漏入破管蒸汽發(fā)生器的二次側(cè),導(dǎo)致二次側(cè)的壓力和水位升高,并出現(xiàn)給水量減少,蒸汽量和給水量失配。當(dāng)水位達(dá)到高高水位整定值時(shí),主給水隔離,輔助給水投入。
(5)此時(shí)如果有廠外電源,則利用蒸汽旁路系統(tǒng),將蒸汽排入凝汽器,使一回路溫度、壓力迅速降低。
(6)如果沒有廠外電源,則主泵不能運(yùn)行,凝汽器不能使用,此時(shí)蒸汽發(fā)生器靠自然循環(huán)排出堆芯余熱。
(7)破管蒸汽發(fā)生器的汽壓迅速升高,當(dāng)達(dá)到釋放閥或安全閥動(dòng)作的整定值時(shí),帶放射性的蒸汽將通過這些閥門向大氣排放,造成環(huán)境污染。
(8)以輔助給水和安注水作為熱阱吸收堆芯余熱,因此,排入大氣的蒸汽量逐漸減少,一、二次側(cè)壓力逐漸相等。
(9)隔離破管蒸汽發(fā)生器,并隔離凝汽器排氣向大氣的出口。
以上(8)、(9)兩步是處理本事故的關(guān)鍵。為了使一、二次側(cè)壓力盡快相等,利用蒸汽旁路系統(tǒng)向凝汽器排汽是最快的方法,但放射性釋放量大,污染范圍擴(kuò)大到二回路設(shè)備。如果蒸汽管道中存水,蒸汽釋放可能引起水錘效應(yīng),使二回路設(shè)備損壞。當(dāng)一、二次側(cè)壓力相等后,還可以用反充冷卻、排污冷卻等方法來(lái)進(jìn)一步降溫降壓。
事故處理一般要求在30min內(nèi)處理完畢,可分下列3個(gè)階段:
(1)停堆到安注系統(tǒng)動(dòng)作,時(shí)間約為5min;
(2)對(duì)事故的鑒定,時(shí)間約為10min;
(3)事故處理直到把破管蒸汽發(fā)生器隔離,時(shí)間約為15min。
2主蒸汽管道斷裂(MSLB)事故
2.1IV類工況事故
假定安全殼外一根主蒸汽管道完全斷裂,并且同時(shí)失去廠外電源,亦即凝汽器停止工作。屬極限事故,被認(rèn)為是極不可能發(fā)生的。事故期間,受影響的蒸汽發(fā)生器在很短時(shí)間內(nèi)完全排空,隨后所產(chǎn)生的蒸汽通過破口直接噴向大氣,直到被隔離為止。不受影響蒸汽發(fā)生器的釋放持續(xù)時(shí)間為8h。
為減輕和緩解主蒸汽管道斷裂事故的后果,系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取了若干措施。蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口處加裝了流量限流器,每條主管道上都安裝有主蒸汽隔離閥。保護(hù)系統(tǒng)還可以觸發(fā)安全注射、給水和蒸汽管道隔離等動(dòng)作。
在主蒸汽管道破裂的初期,由于破口處蒸汽的泄漏,使蒸汽流量迅速上升,但流量加大的結(jié)果使蒸汽壓力降低,所以蒸汽流量上升一段時(shí)間后會(huì)逐漸下降。事故發(fā)生后,由于一回路的突然冷卻,一回路壓力、溫度降低,負(fù)的慢化劑反應(yīng)性溫度系數(shù)使冷卻的結(jié)果減少停堆深度。假定停堆后有一束當(dāng)量最大的控制棒卡在堆芯上部,堆芯便會(huì)不可控地發(fā)生再次臨界的危險(xiǎn)。事故發(fā)生后,安注系統(tǒng)啟動(dòng)向堆芯加硼,使其回到停堆狀態(tài)。
2.2主蒸汽管道斷裂事故分析準(zhǔn)則
(1)假定一組控制棒卡棒,有或沒有廠外電源,并假定一個(gè)安全系統(tǒng)發(fā)生單一故障的情況下,主系統(tǒng)不應(yīng)受到損壞,堆芯應(yīng)保持其完整性。
(2)發(fā)生最嚴(yán)重的主蒸汽管道斷裂事故時(shí),泄漏蒸汽不會(huì)使安全殼受到損害。
考慮事故后果時(shí),可以認(rèn)為堆芯達(dá)到了DNB點(diǎn)(沸騰危機(jī),使傳熱系數(shù)劇烈下降)。但事實(shí)上,不論發(fā)生多大的破口,即使同時(shí)有當(dāng)量最大的控制棒高位卡棒發(fā)生,也不會(huì)接近DNB。
2.3主蒸汽管道斷裂事故時(shí)的保護(hù)功能
(1)安注系統(tǒng)動(dòng)作。穩(wěn)壓器低壓信號(hào),蒸汽管道高壓差信號(hào),2條蒸汽管道高流量伴隨一回路低低平均溫度,或者1條蒸汽管道低壓信號(hào),安全殼高壓信號(hào)均會(huì)觸發(fā)安注系統(tǒng)動(dòng)作。
(2)反應(yīng)堆超功率停堆和安注信號(hào)引發(fā)反應(yīng)堆停堆。
(3)多重主給水管道隔離措施。繼續(xù)保持給水會(huì)加劇一回路的冷卻,因此,除正常控制系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉給水線路閥門外,安注信號(hào)將迅速關(guān)閉給水泵所有的給水控制閥和隔離閥。
(4)蒸汽管道上截止閥的迅速關(guān)閉。2條蒸汽管道高流量伴隨一回路低低平均溫度或蒸汽管道低壓力,安全殼高高壓力可引發(fā)主蒸汽管道上截止閥迅速關(guān)閉。
(5)位于安全殼外邊的安全閥后,每一條蒸汽管道設(shè)有一個(gè)快速隔離閥。當(dāng)一條蒸汽管道發(fā)生破裂時(shí),隔離閥可以防止其它蒸汽管道內(nèi)產(chǎn)生回流現(xiàn)象;如果破口位于隔離閥后面,它可以阻止蒸汽的繼續(xù)泄漏。
(6)蒸汽發(fā)生器出口處裝有一個(gè)流量限制器,能在極不可能發(fā)生的主蒸汽管道斷裂事故中限制蒸汽流量。由于流量限制器的存在,當(dāng)蒸汽流量大量增加時(shí),將產(chǎn)生限制蒸汽流量的一個(gè)背壓。從而提供幾個(gè)保護(hù)上的好處:防止在安全殼內(nèi)的壓力迅速升高,將一回路水熱量排出的速率保持在可接受的限值內(nèi),減少了在主蒸汽管道上的推力,以及維持蒸汽發(fā)生器內(nèi)件,特別是管板和管子上的應(yīng)力在可接受的限值內(nèi)。
3水錘事故
美國(guó)從1969年初到1981年5月共報(bào)告了67個(gè)壓水堆核電站的水錘事故,其中27個(gè)(占40)為蒸汽發(fā)生器的水錘事故。蒸汽發(fā)生器的水錘事故分別發(fā)生在13座壓水堆核電站中,水錘事故的強(qiáng)度和后果差別很大,從較小的噪音、給水管的振動(dòng),到給水管主支架的破壞,直到給水管的穿透裂紋。
3.1事故情況
發(fā)生事故的蒸汽發(fā)生器都是美國(guó)西屋公司和燃燒工程公司設(shè)計(jì),帶有頂部給水環(huán)裝置,給水通過底部開孔的給水環(huán),與再循環(huán)水混合后流向下降通道。
當(dāng)給水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)(如事故停泵、閥門失靈或因某些瞬變過程引起給水量快速減少),給水量迅速降低,蒸汽發(fā)生器中的水位下降,給水環(huán)暴露在蒸汽之中。一般,給水環(huán)暴露1~2min,底部帶有排水孔的給水環(huán)中的水有可能流盡,并被蒸汽充滿。在這一瞬變后,當(dāng)給水流量(一般為過冷度大的輔助給水)恢復(fù)時(shí),給水通過水平給水管流入給水環(huán),并在充滿蒸汽的給水環(huán)下部流動(dòng),在蒸汽和過冷給水間的交界面上會(huì)出現(xiàn)蒸汽快速冷凝。另一方面,隨著輔助給水量的增加,水平給水管與給水環(huán)連接處被水封除,水平管內(nèi)形成一個(gè)孤立的蒸汽泡。由于汽泡內(nèi)蒸汽的冷凝,汽泡外的壓力可達(dá)到7MPa,孤立的汽泡迅速縮小而潰滅,產(chǎn)生壓力脈沖。壓力脈沖的大小及其在給水管中的傳播取決于很多因素,其中包括汽泡內(nèi)蒸汽的冷凝速率、汽泡和水塊的初始容積、蒸汽壓力、給水管道的聲速和管道的幾何形狀及布置。當(dāng)壓力波在給水管道中逆向傳播時(shí),在管道中產(chǎn)生的沖擊力,能夠引起管道支撐、阻尼器及管道本身的破壞。
3.2防止和減輕水錘事故的措施
(1)在給水環(huán)頂部安裝J形管。在給水環(huán)頂部安裝J形管,并將其底部的小孔封死。這樣,當(dāng)水位降到給水環(huán)以下時(shí),可大大降低給水環(huán)中的排水速率,排干水的時(shí)間要花20min以上,顯著地推遲了給水環(huán)排空水的時(shí)間。
(2)給水提前進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。喪失主給水后,蒸汽發(fā)生器中的水位下降,當(dāng)J形管的給水環(huán)暴露于蒸汽后,雖能顯著地減緩給水環(huán)中水的疏干,但不能阻止給水環(huán)失水。如果蒸汽大量進(jìn)入給水環(huán)前,立刻啟動(dòng)輔助給水(最好是自動(dòng)啟動(dòng)),有助于保持給水環(huán)中充滿水,防止水錘事故的發(fā)生。
(3)縮短蒸汽發(fā)生器給水入口水平給水管長(zhǎng)度。蒸汽發(fā)生器的給水環(huán)和入口處的水平給水管,一般位于給水系統(tǒng)的最高位置,縮短給水入口處的水平管道長(zhǎng)度,能減小排空的給水管道容積,從而使由冷凝引起的壓力脈沖減小。西屋公司建議水平給水管的最大長(zhǎng)度為2.4m。
4給水系統(tǒng)故障
4.1預(yù)防措施
給水系統(tǒng)故障包括給水管道、給水泵和給水流量調(diào)節(jié)閥等出現(xiàn)的故障。這些故障將降低二回路吸收一回路產(chǎn)生熱量的能力,使一回路的壓力和溫度上升。為了避免蒸汽發(fā)生器的干涸,應(yīng)啟用輔助給水系統(tǒng)。
輔助給水用于蒸汽發(fā)生器正常給水系統(tǒng)中的一個(gè)失效時(shí),輔助給水系統(tǒng)成為應(yīng)急手段用以排出堆芯余熱直到反應(yīng)堆余熱排除系統(tǒng)投入運(yùn)行。在這種情況下,由一回路放出的熱量通過蒸汽發(fā)生器(由輔助給水)輸給二回路,向凝汽器或大氣排放。
表1為秦山一期核電站給水系統(tǒng)故障與分析。針對(duì)主給水管道破裂在設(shè)計(jì)時(shí)采取了一些措施,當(dāng)一條給水管道破裂不會(huì)危及另一條給水管道、主蒸汽管道和一回路管道時(shí),其措施為:(1)2條給水管道之間進(jìn)行隔離;(2)對(duì)管線進(jìn)行限位和設(shè)置阻尼裝置;(3)設(shè)置阻擋噴出流體的屏障。如果有一條給水管道破裂,另一條完好的給水管道上的止回閥、隔離閥和調(diào)節(jié)閥仍能正常工作。給水調(diào)節(jié)閥(氣動(dòng))接到關(guān)閉信號(hào)后5s內(nèi)關(guān)閉,而電動(dòng)隔離閥在接到隔離信號(hào)后20s內(nèi)全關(guān)。當(dāng)接到下列任一信號(hào),上述閥門隨即關(guān)閉,并且給水泵停止運(yùn)行:(1)主蒸汽壓力低;(2)蒸汽發(fā)生器高高水位;(3)給水高流量、一回路水低流量;(4)給水高流量、一回路低平均溫度;(5)一回路低平均溫度。
為了保證給水系統(tǒng)能正常工作,系統(tǒng)中的重要設(shè)備要進(jìn)行定期檢查,并進(jìn)行下列試驗(yàn):
(1)給水管道安裝結(jié)束后,要進(jìn)行投運(yùn)前的冷態(tài)水壓試驗(yàn);
(2)冷態(tài)水壓試驗(yàn)后,要進(jìn)行熱態(tài)功能試驗(yàn);
(3)要進(jìn)行在役檢查和定期維修。
4.2給水系統(tǒng)故障引起的事故
給水系統(tǒng)故障會(huì)引起給水溫度下降、給水流量增加、正常給水流量喪失和給水系統(tǒng)管道破裂等事故。
(1)給水溫度下降。對(duì)反應(yīng)堆一回路的影響與二回路蒸汽流量增大相似。此事故不產(chǎn)生反應(yīng)堆保護(hù)信號(hào),在新的一、二次側(cè)ΔT下,反應(yīng)堆在一回路平均溫度和壓力低于初始值下達(dá)到平衡。
(2)給水流量增加。需分析2種工況:①零負(fù)荷下事故開啟一個(gè)給水控制閥。蒸汽發(fā)生器水位高使主給水隔離,穩(wěn)壓器壓力低低使一臺(tái)高壓安注泵啟動(dòng)。分析應(yīng)表明反應(yīng)堆沒有重返臨界,燃料元件沒有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。②滿負(fù)荷下事故開啟一個(gè)給水控制閥。蒸汽發(fā)生器水位高信號(hào)觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆和汽輪機(jī)停機(jī)。分析應(yīng)表明,DNBR(偏離泡核沸騰比)大于安全限定值,不存在燃料元件損壞的危險(xiǎn)。
(3)給水流量喪失。分析時(shí)假設(shè)輔助給水系統(tǒng)單一故障,汽動(dòng)輔助給水泵失效。一臺(tái)蒸汽發(fā)生器水位低低與給水流量低同時(shí)出現(xiàn),將觸發(fā)輔助給水電動(dòng)泵啟動(dòng),水位低低使反應(yīng)堆緊急停堆。分析應(yīng)表明,蒸汽發(fā)生器水位低低信號(hào)會(huì)向反應(yīng)堆提供保護(hù)。沒有一回路水從穩(wěn)壓器排出,也不會(huì)喪失。蒸汽發(fā)生器水位雖然有所下降,但輔助給水系統(tǒng)仍可以確保堆芯余熱的導(dǎo)出,因此不會(huì)有元件損傷。
(4)主給水管道破裂。主給水管道破裂事故(破口定位于止回閥和蒸汽發(fā)生器之間的給水管道上)導(dǎo)致排熱能力減小。應(yīng)分析2種工況:工況1,假設(shè)停堆后失去廠外電源,熱量由自然循環(huán)導(dǎo)出;工況2,沒有喪失廠外電源,熱量由強(qiáng)迫循環(huán)導(dǎo)出。分析應(yīng)表明,完好蒸汽發(fā)生器低水位信號(hào)和給水/蒸汽流量失配信號(hào)同時(shí)出現(xiàn),觸發(fā)輔助給水系統(tǒng)和緊急停堆。一回路系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生大容積沸騰,輔助給水能夠充分地帶走余熱,沒有堆芯裸露的危險(xiǎn)。
5水位過高或過低的故障
當(dāng)水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)生故障,給水流量降低,或正常給水喪失,導(dǎo)致蒸發(fā)器水位過低,會(huì)引起蒸汽進(jìn)入給水環(huán),發(fā)生水錘的危險(xiǎn)。如果蒸發(fā)器水位過高,會(huì)淹沒分離器甚至干燥器,出口飽和蒸汽濕度過高,會(huì)加速汽輪機(jī)葉片的磨蝕。
在低功率運(yùn)行時(shí)的蒸汽發(fā)生器,控制水位很困難,會(huì)出現(xiàn)水位過高或過低的故障。造成這些故障的原因是蒸汽產(chǎn)生過程不穩(wěn)定。因?yàn)檎羝l(fā)生器的自然循環(huán)是由下降通道與上升通道(管束)之間流體靜壓頭的不平衡來(lái)維持的。高功率運(yùn)行時(shí),運(yùn)動(dòng)壓頭很明顯,能導(dǎo)致相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行。但當(dāng)功率下降時(shí),管束內(nèi)蒸汽含量下降,兩相流體密度增加,減少了運(yùn)動(dòng)壓頭。當(dāng)下降通道與上升通道中的靜壓頭趨于相等時(shí),自然循環(huán)接近停滯狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,水位難以控制。這種現(xiàn)象能在低水位或低功率的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)隨時(shí)發(fā)生,如果控制系統(tǒng)不作適當(dāng)調(diào)整,將會(huì)導(dǎo)致水位波動(dòng)。
美國(guó)對(duì)在役壓水堆核電站調(diào)查表明,核電站停堆事故的30以上是主給水系統(tǒng)事故,其中,當(dāng)功率低于20時(shí),蒸汽發(fā)生器的水位故障是造成緊急停堆的主要原因。特別是在啟動(dòng)時(shí),水位控制更加困難,因?yàn)檫\(yùn)行人員缺乏手動(dòng)控制水位的經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的自動(dòng)低功率給水控制系統(tǒng)能大大地減少核電站的水位故障。美國(guó)在St.Lucie核電廠中安裝了自動(dòng)低功率給水控制系統(tǒng),經(jīng)歷了11次以上的停堆,沒有一次是由于蒸汽發(fā)生器水位故障而造成的。
大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器的水位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從0~100負(fù)荷的給水自動(dòng)控制,這不排除在異常情況下的人為干預(yù)。蒸汽發(fā)生器的水位調(diào)節(jié)是指控制其相應(yīng)的給水閥開度,即控制進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的給水流量。蒸汽發(fā)生器的給水管線并列安裝著主給水閥和旁路給水閥。負(fù)荷為18以下時(shí),水位由旁路給水閥調(diào)節(jié),主給水閥則用于正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)。由于在低負(fù)荷時(shí),流量測(cè)量因壓差太小而不精確,且信/噪比變壞,造成水位控制異常困難。旁路給水閥的引入和其專用控制部分的設(shè)計(jì),改善了低負(fù)荷下的給水調(diào)節(jié),也避免了主給水閥的過多磨損。
秦山一期核電站當(dāng)負(fù)荷大于20額定負(fù)荷時(shí),水位是由控制主給水閥開度的三元系統(tǒng)控制的。三元系統(tǒng)是由水位、主蒸汽流量和主給水流量組成的一個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。負(fù)荷為20以及以下時(shí),水位由旁路給水閥控制,其開度受水位自動(dòng)控制,也可在主控制室由運(yùn)行人員手控。
6水質(zhì)不良故障
6.1水質(zhì)不良的3個(gè)級(jí)別
為了使蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水質(zhì)指標(biāo)的偏差值和持續(xù)時(shí)間減到最小,規(guī)定了下列3個(gè)等級(jí)的糾正措施:
一級(jí)措施:水質(zhì)偏離正常值,但不一定會(huì)導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器管材的腐蝕,必須迅速識(shí)別異常值的原因,并加以糾正。在確認(rèn)偏差后1星期內(nèi),把水質(zhì)指標(biāo)恢復(fù)到正常值。如果水質(zhì)指標(biāo)沒有回到正常值,那么這些指標(biāo)就要進(jìn)入二級(jí)措施。
二級(jí)措施:水質(zhì)偏離正常值,如果繼續(xù)運(yùn)行,會(huì)導(dǎo)致一定程度的蒸汽發(fā)生器管材的腐蝕,要下降功率,使腐蝕減到最小,必須迅速查明雜質(zhì)的來(lái)源,并加以糾正。在最初4h內(nèi)下降功率到合適水平(一般為滿功率的30或更低),在100h內(nèi)使水質(zhì)指標(biāo)恢復(fù)到正常值。否則,這些指標(biāo)就要達(dá)到三級(jí)措施。
三級(jí)措施:水質(zhì)偏離正常值,將會(huì)導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器管材的迅速腐蝕,必須快速停堆,避免有害雜質(zhì)的進(jìn)入和濃縮。在4h內(nèi)停堆,通過充分排污或排空,進(jìn)行清洗,直到水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到正常值。
6.2糾正行動(dòng)
當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)超出正常值時(shí),一般要采取下列糾正行動(dòng):
(1)增加蒸汽發(fā)生器的排污,以便最大程度地除去有害雜質(zhì);
(2)連續(xù)監(jiān)督儀表的讀數(shù),并與實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果相比較;
(3)比較實(shí)驗(yàn)室用各種分析得出的結(jié)果,以便取得一致;
(4)對(duì)關(guān)鍵的水質(zhì)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)有增加趨勢(shì)時(shí),在短期內(nèi)要增加取樣和分析的次數(shù);
(5)探明并排除有害雜質(zhì)的進(jìn)入。
當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到某個(gè)糾正措施時(shí),就要執(zhí)行該級(jí)別的糾正行動(dòng),這些行動(dòng)將根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)和核電站的具體情況而定,每個(gè)核電站要對(duì)糾正措施規(guī)定行動(dòng)的程序。
7出口蒸汽濕度不合格
目前世界上絕大多數(shù)立式蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽濕度的設(shè)計(jì)指標(biāo)為0.25。為了提高汽輪機(jī)的效率和可靠性,近來(lái)將這一指標(biāo)提高到0.1。51型蒸汽發(fā)生器在法國(guó)Bugey核電站上出現(xiàn)過出口蒸汽濕度不合格的現(xiàn)象,通過試驗(yàn)對(duì)汽水分離裝置進(jìn)行了改進(jìn)。D0型旋葉式分離器(直徑為508mm)安裝在美國(guó)的許多蒸汽發(fā)生器上,這些蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽濕度勉強(qiáng)能達(dá)到或有時(shí)超過規(guī)定的濕度指標(biāo)。秦山一期核電站也發(fā)生過出口蒸汽濕度超標(biāo)現(xiàn)象,經(jīng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)改造后解決了該問題。
法國(guó)Bugey核電站1號(hào)機(jī)組采用51型蒸汽發(fā)生器,旋葉式分離器直徑為1420mm,出現(xiàn)過出口蒸汽濕度不合格的現(xiàn)象。為改善蒸汽品質(zhì),進(jìn)行了一系列的改進(jìn)與性能試驗(yàn)?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,改進(jìn)后的汽水分離裝置,改善了分離性能,使出口蒸汽濕度減小到0.04。
為了把D0型旋葉式分離器用于法國(guó)1300MW核電站用的68/19型蒸汽發(fā)生器上,對(duì)該型分離器進(jìn)行過改進(jìn)。先利用水——空氣、水——蒸汽和氟里昂試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。選定的幾種新型的旋葉式分離器再在EVA試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn),經(jīng)選型而重新設(shè)計(jì)的D2.1型分離器,可用于68/19型蒸汽發(fā)生器上,后來(lái)還決定將這種分離器用于55/19型蒸汽發(fā)生器上。1985年初,在Paluel核電站的蒸汽發(fā)生器(68/19型)上,對(duì)該型分離器進(jìn)行實(shí)測(cè)表明,汽水分離裝置在全負(fù)荷下蒸汽出口濕度不超過0.03。
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