CRF系统简介及汽机冲转过程中一台CRF泵跳闸的应对
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【摘 要】本文简单介绍了秦山第二核电厂的crf系统的功能组成及运行方式，同时对汽机冲转过程中跳闸一台crf泵时的工况进行了分析，给出了个人的一些见解。
1 系统功能
本系统的功能是通过两条带有连通管的管道向下列设备提供必需的冷却水流量：
――凝汽器，以保证其一定的真空度（过冷度）以满足发电的需要。
――常规岛辅助冷却水系统（SEN），以带走常规岛设备运转产生的热量。
循环水通过取水口，输水隧道，水闸门，格栅，鼓形滤网，循环水泵后通过GD沟供给凝汽器和常规岛辅助冷却水系统后，通过排水渠，跌落井，排出口闸门井排入海中。
2 系统组成
CRF系统由系列A和系列B两条回路组成，每条回路提供正常运行和汽轮机旁路使用时冷却机组所需冷却水量的一半。每条回路提供经过滤的海水以冷却三台凝汽器的传热管束。 它主要由下列设备组成：
――两个系列共用的取水头部及闸门井；
――两个系列共用的DN4200的输水隧道；
――两组闸门和加氯框；
――两个带有垃圾耙斗的固定式拦污栅；
――一个具有两档转速的鼓形滤网；
――由一根DN200总管连通两个机组的鼓形滤网冲洗系统，它包括：两根冲洗管线，一台深井泵，冲洗管道和喷嘴；
――由感应电动机（6kV）和减速箱驱动的，具有钢筋混凝土涡室的离心泵；
――一条由泵站向汽轮机厂房输送冷却水的压力管道，泵房内为DN2800钢管，泵房外为Ф3000现浇钢筋混凝土管，进汽轮机厂房之前采用DN2800玻璃钢管外包钢筋混凝土，该管道在泵房扔肓硪幌盗杏梢桓DN2200的管道连通，连通管上设有阀门；
――常规岛辅助冷却水（SEN）系统的吸入口管线连接在该管道上；
――三根将循环水供给凝汽器冷却用水的接管；
――三台并联的带有出口水室的凝汽器；
――一组虹吸破坏装置；
――三条将出口水室与出水管连接的循环水管；
――一条由汽轮机厂房接至室外排水暗渠的玻璃钢管外包钢筋混凝土；
――两个系列共用的一条排水暗渠，排水暗渠设有带溢流堰的跌落井以及排出口闸门井。辅助冷却水的出水管与该系统回路出水管相连。
3 系统运行
3.1 格栅除污机
每台格栅除污机的运行分三种模式：停止模式，强制模式和自动模式，目前两台机组的格栅除污机均放在停止位置，当格栅除污机前后压差超过0.2mH2O时通过就地控制箱上的升降按钮进行就地控制，当两组水位压差计有一组大于0.3mH2O时，引起主控室报警。
3.2 鼓形滤网
正常运行工况下，每个系列的鼓形滤网为：A系列为CRF201TF；B系列为CRF202TF。两台鼓形滤网均投入运行。鼓形滤网采用双速电机驱动，根据鼓形滤网前后压差控制鼓形滤网转速，正常情况下每个系列的鼓形滤网在自动方式下以低速投入运行。当鼓形滤网前后两台压差计之一超过0.2mH2O时发出高速运行信号，高速15m/min；当两台压差计均小于0.2mH2O时，经延时切换至低速运行，低速为5m/min。如果压差值继续增加，达到0.3mH2O（1/2逻辑），则向主控室发出第一次报警（高压差报警），此时运行人员应对鼓形滤网进行检查。如果压差值进一步增加达到0.5mH2O（1/2逻辑），则向主控室发出第二次报警（高高压差报警），此时运行人员应采取紧急措施。
3.3 反冲洗水泵
鼓形滤网配有反冲洗系统，反冲洗水泵为深井泵（立式多级泵），反冲洗水喷嘴位于鼓形滤网外，由外向内对鼓形滤网进行冲洗。每台机组有两台反冲洗水泵，正常运行时一台泵在运行，备用泵电源抽出，出口阀关闭，反冲洗水泵之间采用定期手动切换。通过扩展以后，两台机组的CRF反冲洗水管道连通，并且CRF反冲洗可以为作为SEC鼓形滤网反冲洗水的备用。
3.4 循环水泵
正常运行工况下，每台机组的两台循环水泵（CRF001/002PO）均以低速方式运行。循环水泵为立式离心泵，由SEP水并以SEA生水作为备用水源供给轴密封，有橡胶充气密封将机械密封隔离可实现维护操作而不需要关闭相应的闸门、阀门和排空水渠，压缩空气由SAT系统供给。
CRF循环水泵启动条件：
1）鼓形滤网以低速投入运行至少5min；
2）虹吸破坏阀都在关闭位置；
3）油温不小于10℃；
4）油压>1.3bar；
5）无维修密封充气的压力信号；
6）无泵轴承冷却水流量低信号；
7）无电机冷却水流量低信号。
3.5 顶盖排水泵
轴密封泄漏由自动控制的电动顶盖排水泵排出，顶盖排水泵是一自带浮子的潜水泵，其供电电源来自LKH的带接触器的抽屉开关，泵的启停靠带开关的浮子进行控制。就地还设有一台泵作为顶盖排水泵的备用泵（技改增加的），当顶盖水位高时，用就地的插座电源供电，手动控制启停，如果这两台泵均故障，则外加临时泵进行排水。当排水泵故障时，顶盖水位上涨到一定高度以后，在泵轴的旋转作用下水会沿泵轴向上流动，进到下部油箱内，会使下部油箱油质变差、乳化，影响到循环水泵的运行。
3.6 油压蝶阀
循环水泵出口设有油动机构驱动的蝶阀，循环水泵启动，延时2秒，油压蝶阀匀速开启；循环水泵停运，油压蝶阀关闭。关闭是分两段进行的：90°-20°，20秒；20°-0°，40秒，油压蝶阀可以通过就地控制柜就地控制。
正常运行时CRF系统参数：
循环水泵出口压力 15.19/19.38m
循环水泵电机冷却水SRI流量 402 L/min
循环水泵流量 14/19m3/s
循环水泵电机冷却器压降 40kPa
循环泵轴承/密封冷却/冲洗水流量 9l/min
循环水泵转速 206/248rpm
循环水泵电机转速 480/590rpm
4 汽机冲转过程中跳闸一台CRF泵的应对
汽机冲转过程中，机组所处的状态：1）一回路14%FP核功率且控制棒处于手动状态；2）蒸汽发生器水位由ARE242/243VL小阀自动控制；3）GCT-c处于压力模式且GCT401RC为就地模式，设定值7.4MPa.g。此时一回路的热源主要有两台主泵和14%FP的核功率，二回路主要负荷有GCT-c、ADG除氧和CET轴封等用汽。根据一二回路热平衡，GCT-c的第一组阀GCT121VV全开，GCT117VV有部分开度状态，若此时 CRF002PO跳闸，每个凝汽器失去半侧（正好对应的GCT121/117/113/115/119/123VV侧）CRF冷源。现以工况最恶劣的GCT121VV全开中的凝汽器C为分析对象，做个粗略计算。
查水蒸汽物性参数，此焓值大约是55℃的饱和蒸汽，对应饱和压力15.8Kpa.a。若此时凝汽器C真空能维持在15.8Kpa.a以下，那么前面假设“GCT-c排放的蒸汽经过减温水降温充分混合后，得到单相饱和蒸汽”是基本成立的，即充分混合后能得到单相蒸汽，计算结果表明符合GCT-c减温水设计要求：将GCT-c旁排降温到80℃以下。据此我可以消除GCT-c蒸汽排放时对凝汽器C的温度冲击顾虑。那么现在需要考虑的是CRF002PO跳闸后，在凝汽器C中，是否有能力将流量为99.9kg/s，55℃的饱和蒸汽凝结成水？这里不再繁琐计算，做个简单比较：正常满功率运行时，CRF跳一台循环泵，凝汽器是有能力冷却450MWe时的乏汽，因此凝汽器C是有能力将流量为99.9kg/s，55℃的饱和蒸汽凝结成水的。根据以上粗略计算，汽机冲转过程中，CRF002PO跳闸时，可有以下两种不同的应对方式。
方案一：CRF002PO跳闸后，参照I CRF001规程：
1）暂停冲转操作，在DEH中“HOLD”，若此时正好是共振区，等冲过共振区再“HOLD”；
2）确认CRF002PO对应的虹吸破坏阀CRF608/610/612VC开启；
3）确认CRF002PO对应的CVI抽气电动阀CVI002/004/006VA自动关闭；
4）确认CRF002PO至SEN系统供水阀SEN002VC自动关闭；
5）确认CRF联通阀CRF105VC关闭；
6）关注SEN泵运行情况，若出现电流下降或波动情况，进行SEN系统排气操作；
7）若SRI温度过高，进行SRI换水操作；
8）继续执行D34冲转并网操作，尽快并网升功率；
9）密切监视凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽机振动、油温、CAR低压缸排汽温度、汽机差胀、汽机轴位移等重要参数，一旦达到限值，停止冲转操作，手动打闸停机。
方案二：CRF002PO跳闸后，参照I CRF001和I6规程：
1）停止冲转操作，手动打闸停机；
2）一回路手动插棒到2%FP核功率，二回路密切关注蒸汽发生器水位，核功率到2%FP时，将GCT-c切换到GCT-a，维持一回路平均温度在292.8℃左右，手动控制蒸汽发生器在零负荷水位；
3）确认GGR003/010PO启动；
4）确认CRF002PO对应的虹吸破坏阀CRF608/610/612VC开启；
5）确认CRF002PO对应的CVI抽气电动阀CVI002/004/006VA自动关闭；
6）确认CRF002PO至SEN系统供水阀SEN002VC自动关闭；
7）确认CRF联通阀CRF105VC关闭；
8）关注SEN泵运行情况，若出现电流下降或波动情况，进行SEN系统排气操作；
9）若SRI温度过高，进行SRI换水操作；
10）随着机组转速的下降，依次投入GGR顶轴油泵和盘车。
综上所述，对于任务比较紧或冲转到即将并网升功率时，可考虑使用方案一。因为一旦并网升功率，GCT-c的开度也随之减小。另外在处理CRF002PO跳闸过程中，最好有专人监视凝汽器（尤其是凝汽器C）真空、汽机振动、油温、CAR低压缸排汽温度、汽机差胀、汽机轴位移等重要参数，一旦达到限值，停止冲转操作，手动打闸停机。而方案二则相对保守安全，应尽快减少GCT-c的开度，将GCT-c切换到GCT-a。另外GCT-c的开度信号参与蒸汽发生器的水位控制，整个过程要严密关注蒸汽发生器的水位。此外在I CRF001规程中功率降到450MWe后，需要关闭GCT-c手动隔离阀并将限位开关松开，据前面不是很成熟的计算，这步操作是值得推敲的。此时发生停机，若GCT-c手动隔离阀隔离，将因为P16+C8+凝汽器不可用而停堆。
【参考文献】
[1]核电厂中级运行[Z].
[2]秦山第二核电厂CRF系统手册[S].
[3]秦山第二核电厂I规程[S].