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淺析dn50渦街流量計的相關(guān)係統及結構與改進措施

點擊次數:1823 發布時間:2021-01-06 11:34:56
內容摘要:本文介紹了某核(hé)電廠核島輔助廠房dn50渦街流量計(8SVA001BA) 的相關係(xì)統及(jí)結構,並對dn50渦街流量計(8SVA001BA)的所有來水(shuǐ)和凝結(jié)水去處進行了分析(xī)。通過分析計(jì)算總結出了(le)dn50渦(wō)街流量(liàng)計(8SVA001BA)頻繁補水的根本原因,並(bìng)提出相應的改進(jìn)措施。dn50渦街流量計(8SVA001BA)補水是(shì)核島日常工作之一,有時約每天(tiān)補一次,如果不及時補(bǔ)水電廠主控將常時出現8SVA002AA 報警,液位降(jiàng)低可導致 8KRT505MA 的(de)取樣泵(8KRT501PO) 不可用,從而導致 8KRT505MA 不可(kě)用,8KRT505MA 用於監測 SVA 係統冷凝水活動,以發(fā)現氣(qì)體分離裝置和蒸(zhēng)發器的熱交換器泄(xiè)露-屏(píng)障監測,所(suǒ)以dn50渦街流量計(8SVA001BA)對核電廠的放射性監測起(qǐ)著至關重要的(de)作用。但是為何(hé)補(bǔ)水次數如此頻繁,說法眾說紛紜,其中好多的一個說法就是冷凝水通過冷凝水泵(bèng) (8SVA001/002PO)排至兩台(tái)機組的常規(guī)島凝汽器。由於凝汽器中是負壓,每次在排(pái)水泵自動(dòng)停運之後會出現(xiàn)虹吸,將dn50渦街流量(liàng)計(8SVA001BA)中水吸入凝汽器,導致其液位持續下降。那虹吸是(shì)不是液位下降的真正原因呢,本文將探討這個問題。
一、dn50渦街流量計(8SVA001BA)相關係統及(jí)結構
(一)係統(tǒng)組成
1. 凝(níng)結水回路。一台凝結水貯存箱(xiāng) 001BA 收集從核(hé)輔助廠房的脫氣器(qì)和蒸發器來的凝結水;除鹽水分(fèn)配回路,可進行貯存箱的地衣次充水和補水;放射性測量裝置,它在貯存箱的凝結水入口處進行測量;溢流管通過核島疏水排氣係(xì)統(RPE)與廢液處(chù)理係統(TEU)的(de)各樓層疏水箱相連接;兩台泵 001PO 和 002PO,並聯布置(一台泵運行,一台泵備用),它們將貯存箱 001BA 來的凝結水排入 3. 4 號機汽(qì)輪機廠(chǎng)房(fáng)內。
2. 放射性測量回路。放射性測量回路(測量核輔助廠房內回收的凝結水的放射性)包括以(yǐ)下設備:一台輸送泵放(fàng)射性(xìng)監測係統 KRT501PO,它在箱體(tǐ) SVA001BA 的入口處抽取凝結水樣,並將其送到放射性測(cè)量裝置;一台熱交換器(由RRI 回路供冷卻水)SVA001RF,它將凝結水樣冷卻至 40℃;一台放射性測量裝(zhuāng)置 KRT505MA;一條與 REN 係統相連接的管道,引(yǐn)入 SED 鹽水,保證回路衝洗;一台流量計 KRT501SD。
(二)係統布置。冷凝水箱(001BA):0M 廠房(NB280)房間;冷凝(níng)水泵(SVA001PO -002PO):0M 廠房(NB280)房間。
(三)dn50渦街流(liú)量計(8SVA001BA)凝結水來源(yuán)。4 號機組(zǔ) TEP 除氣(qì)塔/蒸發器(4TEP001DZ/EV)、3 號機組(zǔ) TEP 除(chú)氣塔/蒸(zhēng)發器 3TEP001DZ/EV、TEU 蒸發器(qì)(8TEU001EV) 冷凝水;輔助(zhù)蒸汽分配係統(8SVA) 供(gòng)氣母管上的疏水器 263、272、277PU 疏水;來自輔助蒸汽(qì)分配係統(8SVA)供(gòng)氣管線支線負荷前疏水器疏水;來自 8KRT505MA 取樣管線返回管線。
(四)dn50渦街流量計(8SVA001BA)凝結水去處。冷凝水泵 ( 8SVA001、002PO) 往凝汽器排水; 冷凝水回水箱(8SVA001BA)底部疏水閥 220VL 閥門內漏;dn50渦街流量計(8SVA001BA)溢流管線(xiàn)跑水;dn50渦街流量計(8SVA001BA)排(pái)氣管(guǎn)線跑水。
二、dn50渦街流量計(8SVA001BA)液位(wèi)降低的(de)原(yuán)因(yīn)
由於來水支路比較多,對水位的上升下降判斷造成了一定的(de)困難(nán),但從排水(shuǐ)情況分析,不外乎以下四種原因。
(一(yī))dn50渦(wō)街流量計(8SVA001BA)底部疏水閥 8SVA220VL關閉不嚴或內(nèi)漏。如果(guǒ) 220VL 內漏,此閥(fá)門下(xià)遊溫度將和001BA 下部液體溫度差不多,由於 001BA 的溢流口(kǒu)與疏水閥下遊連接在(zài)一起,從管線出口觀察目前是一直(zhí)有水流出,且為連(lián)續水流,但實際下遊出水溫度比較高(gāo),通過點溫儀發(fā)現高達 83 度左右,而溢流(liú) 220VL 上下遊溫度大約在 60 度左右,同時閥門用 F 扳手無法再關緊,因此閥(fá)門內漏的可能很小,從溢流口出水(shuǐ)的概率比較大。
(二)dn50渦街流量(liàng)計(8SVA001BA)溢流管線跑水。從上一個原因可以判斷溢流管一直有水流(liú)出,從現場的布置來看,從 KRT 打出來的水進入溢流管的可能性還是很大的。但從(cóng)點溫儀檢查管道表麵的溫度發現溫度高達 83 度,如果是KRT 返回水,水溫應該很低,因為已經經過(guò) RRI 水冷卻,同時從廠家提供(gòng)的設備圖紙可以看出,這兩個口的水平距離相差約 175mm,因此從溢流管出來的水可(kě)能是蒸汽冷凝水。如果是蒸汽冷凝水,應該不會造成(chéng)液位下降,理由是(shì)蒸汽來自外部。
(三(sān))dn50渦(wō)街流(liú)量計(8SVA001BA)頂部排氣管線跑水。從現場的管線出(chū)口觀察,一直有水不斷地流出,而且水流成(chéng)連續線狀,可能是 001BA 不停地蒸發排氣,造(zào)成液位下(xià)降。dn50渦街(jiē)流量計 001BA 水來自 4 號機組 TEP 除氣(qì)塔/蒸發器(qì) ( 4TEP001DZ/EV )、3號機組TEP除氣塔/蒸發器3TEP001DZ/EV、TEU 蒸發器(8TEU001EV)冷凝水(shuǐ)疏(shū)水溫(wēn)度(dù)都是比較低(dī)的,經(jīng)過設備冷卻水係統(RRI)冷卻,而且這些設(shè)備一般都不運行。來自其它母管上(shàng)的(de)疏水器的疏水(shuǐ)溫度(dù)比較高,這些疏水從 001BA 頂部進入 001BA。通過點溫儀發現(xiàn)排氣管溫度(dù)達到 94 度。因此排氣管的連續水(shuǐ)流好有可能的原因是(shì)疏水器排氣溫度較高(gāo)的蒸汽進入排氣管線後冷凝成液體,從而出現連續水流,但這個水理論上也不(bú)會造成001BA 液位下降。理由是蒸汽來自 001BA 外部,而不是001BA 內部液(yè)體產生。
(四) dn50渦街流量(liàng)計 (8SVA001BA) 中的(de)冷凝水(shuǐ)通過8SVA001/002PO 排水管線將水排(pái)至 3/4 號機(jī)的凝汽器(qì)。通過查找相關資料得出,虹吸的三個(gè)條件依次是管內先裝滿液體(tǐ);出水口比上容器的水麵必須低;管的(de)好高點距上容器的水麵(miàn)高度不得(dé)高於(yú)大氣壓支持的水柱高度。每次出現低低液位,必然(rán)排水泵啟動過,每次在排水泵自動停運之後是不是(shì)出現了(le)虹吸呢,SVA001BA 處於 0m,而凝汽器在 0m 以下,雖然在排水(shuǐ)管上設置(zhì)了倒 U 型管,但倒 U 型管的高度隻有 9米(mǐ)[水封高 17m(從(cóng)常規(guī)島負一樓起)到001BA 離地麵約 1 米-7m(0 米(mǐ)) =9m]左右,根據查找(zhǎo)相關資料,虹吸管好(hǎo)大真空高度一般不超過 8. 5m,那麽計算的這(zhè)個 9m 由於(yú)計算出現的誤差性,剛好在破壞虹吸的臨(lín)界值附近,所以會不會發生虹吸還要通過(guò)具體計算來確定。
(五)驗證與分析四個原因。為了驗(yàn)證原因四的正確性,2016 年 11 月 9 日中(zhōng)班,001BA 出現低(dī)低水位報警後,現(xiàn)場開閥補水至 600mm 後(平時將水補到 600mm 消低報警(jǐng)後,約 1小時後即(jí)出現 500mm 低低報警),經主控同意,關閉了凝結水泵(001、002PO)出口閥,同時(shí)將三廢各蒸發(fā)器和(hé)除氣塔的疏水氣(qì)動調節閥至手動關閉位置,從而好大限度減少來水量。經過約 6 小(xiǎo)時的觀察(chá),發現液位沒(méi)有下降,反而升高到750mm。因此可以斷定水從泵排水(shuǐ)管線流走量非常大。dn50渦街流量計(8SVA001BA)容(róng)積為 6 立方,600mm 下降到 500mm,下降 100mm,約(yuē)需要 1 小(xiǎo)時,這個高度差不多處於罐子的(de)中下處,從已知(zhī)的(de)參數可以估算出 3m* 1m* 0. 1m 等(děng)於300L,也就(jiù)是說一小時至少跑了300L 水(忽略來水),從原因一加原因三(sān)觀察看出,明顯(xiǎn)一小時跑水量達不到 300L 這(zhè)麽大的量(liàng)。那麽(me)這會不會是虹吸造成的呢,如果發生虹吸。

其中(zhōng) p 1 代表 8SVA001BA 處大氣壓因罐子截麵(miàn)麵積遠遠大(dà)於(yú)虹吸管截麵,所以 v 1 為零,p 2 代表凝汽器壓力,這裏取7kpa,l 代表凝汽器與(yǔ)dn50渦街流量計(8SVA001BA)所處高度差,從現場實際布置目測大概是距離地麵 5m 左(zuǒ)右,帶入公式(shì),計算得出 v = 17m/s 左右,即使考(kǎo)慮管道流阻,取(qǔ) v =2. 2m/s,帶入公式計算一小時罐子的流(liú)量得出 πr2vt =22m 3 ,(查閱相關管道布置圖得知 r = 0. 03m,t = 3 600s)遠遠大於3 00l,所以不可能是虹吸,那麽這 3 00l 水到底去(qù)哪裏(lǐ)了呢。查閱資料得知,核電廠的凝汽器的負壓值在 5. 39 ~11. 8kpa,該值對應的水飽和溫度範圍為 34 ~49℃之間,而排水管道中的水(shuǐ)溫應該在 50℃左右(yòu)(通過水箱外部點溫儀測量的溫度(dù)在 60℃ 左右)。所以 8SVA001/002PO 排放到低液位停止之後(hòu),下遊管(guǎn)道內的水溫(wēn)高於凝(níng)汽器負壓下的飽和水溫,會逐漸汽化,進入凝汽(qì)器,造成(chéng)冷(lěng)凝水回(huí)水箱(8SVA001BA)液位的緩慢下降。通過對比發現,冬天裏一周的(de)報(bào)警次數都大(dà)於夏天裏一個月的報警次數,原因是夏天凝汽器(qì)的真空壓(yā)力明顯高於冬天的凝汽器真空壓力,這就(jiù)造(zào)成了管道裏夏天的飽和水溫(wēn)度明顯高於冬天的飽和水溫度,也就說明相同的溫度來水,冬天(tiān)更容易發生汽化,所以液位下降也就更明顯。這(zhè)個結果更加驗證了dn50渦街流量計(8SVA001BA)水位下降是由於管道(dào)內水(shuǐ)汽化的結果,而不(bú)是虹吸。
三、改進措施
通過上述計算得知造成液位下降的(de)真實原因不是虹吸,沒有必要再增(zēng)加 U 型(xíng)管的高度來破壞虹吸。為了防止液位降低,可以在凝結水泵(8SVA001/002PO)設置氣動隔離閥(fá),引入控製信號與凝結水泵(8SVA001/002PO),當任意(yì)一台凝結水泵啟動,閥門開,反(fǎn)之,當兩台(tái)凝結水泵都停運(yùn),閥門(mén)關閉,從而有效阻止通過冷(lěng)凝水泵下遊管(guǎn)線氣(qì)化造(zào)成冷(lěng)凝水箱液位(wèi)降低。
四、結語
凝結水(shuǐ)泵(8SVA001/002PO)排放到低(dī)液位停止之後,通過計算(suàn)分析得出(chū)目前的 U 型管高(gāo)度滿足破壞虹吸要求,不會發生虹吸,造(zào)成液位下降(jiàng)的真實原因是(shì)凝結水泵下遊管道內的(de)水溫高於凝汽器負壓下的飽和(hé)水溫,會逐漸汽化,進入凝汽器,造成dn50渦街流量計(jì)(8SVA001BA)液位的緩慢下降。

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