核电厂中级运行ARE APG.ppt

1、核电厂中级运行,ARE/APG,ARE（主给水调节系统）：功能,主给水系统（ARE）用来向蒸汽发生器输送经过高压加热器加热的高压给水。供水量由给水流量控制系统进行调节，维持蒸发器二次侧水位在一个随汽机负荷变化所预定的基准值。 ARE系统还用于触发反应堆和汽轮机的保护系统动作。这些动作包括在RPR系统手册内，它们是： 蒸发器液位保护动作； 给水隔离阀快速关闭； 给水主调节阀和给水旁路调节阀快速关闭； 电动主给水泵跳闸； 对未能紧急停堆的预期瞬态（ATWT）的保护。,ARE：系统说明,给水调节阀（ARE031、032VL；ARE242、243VL） 隔离阀 流量测量装置 主给水管道 蒸汽发生器水位

2、测量装置 其他阀门、仪表等,ARE： 运行,正常运行 在正常工况下，ARE系统投入工作，两个反应堆冷却剂环路都运行。由主给水控制通道和给水主调节阀门（ARE031、032VL）来保证主给水流量控制。旁路调节阀全开，所有的给水隔离阀全部开启。主给水泵的转速控制通道在运行，所有保护通道投入工作。,ARE：运行（2）,特殊瞬态运行 单三冲量切换 反应堆紧急停堆 主给水隔离： 蒸发器高高水位信号； 安注信号； Tavg低信号与反应堆停堆信号同时； 由控制室发出的手动信号,ARE： 控制,ARE：控制（2）,ARE：经典事件分析,1ARE031VL压空管线脱落导致1#SG低水位与汽水失配符合停堆 事件描

3、述：2004年5月22日3：40主控触发蒸汽发生器低水位和汽水失配导致的停堆停机，操纵员立即执行DEC规程，并按照规程引导进入I1规程稳定机组保持在热停堆状态。同时通知相关人员到位。 在查明停堆的原因后，由仪控、机械人员恢复1ARE031VL的压空供气管线。在停堆原因已经查明的情况下，反应堆于5：10重新进行达到临界状态，1ARE031VL的压空供气管线恢复后，1#机组于6：30并网。 事件发生前机组状态： 事件发生前1#机组满功率运行，各系统运行正常。,事件序列：,3：38：53，1ARE031VL压缩空气供气管线突然脱落，主给水调节阀1ARE031VL自动关闭，主给水流量快速下降，1#SG

4、水位快速下降。 3：39：26，1#SG低水位与汽水失配相符合（主给水130 t/h、主蒸汽1925t/h），触发停堆、停机。两台蒸汽发生器主给水旁路调节阀保持开启状态，SG水位降低到-1.81m，主给水泵保持运行，流量为268 t/h，辅助给水泵未启动。 3：44：41，操纵员执行DEC并进入I1规程后进行停堆动作确认。将机组稳定在热停堆状态。 3：45：32，1#SG水位开始回升。 3：50：55，1#SG窄量程水位升高到-0.49m（1ARE052MN），操纵员调节给水流量使之稳定。 5：10，1#机组重新达到临界状态，临界棒位：D棒96步、临界硼浓度：1060ppm。 6：34：52，

5、1#机组重新并网。 12：15，1#机组达到满功率并稳定运行。,事件调查：,事件发生后对现场设备状况和运行环境及设备的检修情况进行了调查，调查发现： 发生故障的设备是1ARE031VL的压缩空气供气管线的卡套松脱，导致1ARE031VL失气自动关闭。事件发生后紧急处理时发现导致卡套松脱的原因是卡套在回装时密封面缠绕了生料带（正常情况在密封面是不用加任何东西的，是靠锥形面与管道金属紧密配合实现密封的）。在机组投入运行后，由于管道存在振动（水平方向摆动幅度约1-2mm），从而使卡套在机组投入运行后不到1个月的时间内松脱，导致本次事件的发生。 相关工作：本次102大修为处理1ARE031VL、1AR

6、E032VL漏水问题对这两个阀门进行了解体检修。该检修工作属于常规岛全部检修工作的一部分，由淮南电力检修公司承担，实际检修过程中阀门本体部分检修时由机械队和淮电共同完成，其他部分的拆卸和回装由淮电独立完成。在我厂维修处对气动阀门的检修工作分工为机械本体部分由机械队负责，压缩空气及仪控部分由仪控队负责。此工作有专门的QC人员负责检修后的再鉴定验收工作，仪控QC实施过程中进行了信号、调节性能（开度调节及线性）、阀门动作情况（是否有卡涩现象）、灵敏度等检查，机械QC人员对阀门本体检修进行了见证；此工作无QA点。4月4日再鉴定结果合格。卡套回装时密封面缠绕生料带的情况在QC时无法看到，相关质量计划无卡

7、套回装部分检查，因为此工作属于常规性基础操作。1ARE031VL的工作许可证为1PW02105，挂在主隔离票ADT ARE PP下。,主给水调节阀现场压空供气管道布置情况如下简图所示：比较而言1ARE031VL供气管道长且上部有回弯，此状态导致1ARE031VL供气管道水平方向振动幅度为1-2mm（目测），而1ARE032VL基本无振动。,卡套配合问题及事件发生前、后安装情况如下面简图2所示,事件调查（续）,正常情况下，卡套的安装不需要缠绕生料带。它起到的密封作用是靠：外部锥形斜面与下部管道内表面的机械配合实现对外圆周的密封，内部圆环面与铜管外表面之间的密封和紧箍是靠螺帽的压力使卡套产生向内的

8、压力并与铜管外表面形成摩擦力达到紧密配合而实现的（铜管插入卡套内）。 实际上在102大修1ARE031VL回装时对卡套缠绕了生料带，此操作导致螺帽拧紧后锥形外表面和圆形内表面与其配合部分无法达到紧密配合，在现场运行工况存在振动的情况下，铜管逐渐松脱而引发压空丧失，导致本次事件发生。 在紧急处理过程中，由于未找到备件且检查卡套未损坏可正常使用，因此拆除生料带、将铜管有磨损部分（约15厘米）割掉后重新回装，检查确认回装正常后，机组重新并网并进入功率运行。,原因分析,原因分析与评价： 本次事件是由于人因失误导致设备故障引发的事件，从发生故障的设备的功能方面看，停堆、停机是不可避免的，整个事件的动作过

9、程正确、处理恰当，但经过分析认为略显不够完整（1ARE032VL是否存在同样的问题未进行检查）。 直接原因：是1ARE031VL因丧失压缩空气而自动关闭，导致1#SG低水位与汽水失配符合导致停堆、停机。现场存在振动的运行环境对造成本次事件提供了客观条件。,ARE-SG-APG关系,蒸汽发生器排污系统（APG）,一、概述 二、系统的功能 三、工艺系统的描述 四、主要设备 五、系统运行和保养 六、故障处理,一、概述,1、技术规范关于蒸汽发生器排污水水质要求： 2、影响蒸汽发生器二次侧水质的因素,1、技术规范关于蒸汽发生器排污水水质要求：,（1）放射性活度任一台蒸汽发生器泄漏量5 L/h,通过排污水

10、放射性监测通道（KRT002/003MA）放射性活度增加原因是：一二回路间泄漏增加或反应堆冷却剂放射性非正常升高。 （2）Na阳离子电导率测量阳离子电导率，确定是否因海水进入凝汽器造成的强酸强碱盐含量（特别是Cl-）。测量钠的总含量，钠的总含量与强酸和游离苛性钠（碱）形式存在的钠离子有关。正常功率运行期间排污水的Na阳离子电导率关系，共分五个区域：1区，正常功率运行范围2区，正常功率运行的允许范围3区，功率运行限定在一周以内4区，功率运行限定在100小时以内（30%功率）5区，立即停堆,2、影响蒸汽发生器二次侧水质的因素,、冷凝器泄漏而使循环冷却水（海水）进入二回路。 、蒸汽发生器传热管泄漏，

11、一回路放射性的水进入二回 路。 、二回路补给水不合格，引起水质恶化。 、二回路系统设备失效、完整性破坏而导致水质变差。 、二次侧杂质的积累，发生均匀和局部浓缩引起腐蚀破坏。 沸腾和汽化产生相对纯的蒸汽和液相化学残留物，某些化合物会从溶液中析出。 二次侧的热工水力特性，存在滞流区，沸腾过程使杂质局部高度浓缩、沉积和聚集。 排污流量相对给水流量，杂质进入蒸汽发生器后容易积累。,总结,设计了蒸汽发生器排污系统，可以有效的延长蒸汽发生器的寿命。降低传热管破裂（带放射性的冷却水污染了二次侧的水）的几率；限制蒸汽发生器传热管束表面腐蚀产物的沉积速度，减缓热传导不良或局部过热引发的损坏。,二、系统的功能,（

12、1）收集和处理排污水，并进行排污水冷却、减压和除盐处理。 （2）根据水质再返回二回路，送入凝汽器或通过TER系统经监测、处理后排放。 （3）对二次侧排污水连续取样分析或定期取样分析。 （4）通过控制排污流量来调节蒸汽发生器的水位。 （5）排空蒸汽发生器二次侧的水。 （6）在蒸汽发生器湿保养或干保养时期间，为蒸汽发生器供应氮气。,三、工艺系统的描述,蒸汽发生器排污系统可以分为：排污水的收集；冷却控制；排污水减压和流量控制；除盐净化处理系列；排污水回收或排放。,1、排污水的收集。,蒸汽发生器二次侧的热工水力条件使盐类杂质的更容易积聚。 蒸汽发生器的管板上侧沿径向对称的布置两根支管，支管上开有排污孔

13、汇集排污水。 两根排污支管合二为一穿过安全壳，在安全壳外设排污气动隔离阀APG004/005VL（接受CIA的B列信号控制）和一个手动流量调节阀APG007/008VL。,2、排污水的冷却。,（1）、两种冷却水源： 再生热交换器（APG002RF）由凝结水抽取系统CEX提供冷却水。 非再生热交换器（APG 001RF）由设备冷却水系统RRI提供冷却水。 按照电厂的运行工况确定冷却方式。（2）、非再生热交换器（APG 001RF）使用的工况： 热试验和临界前试验、热备用工况（凝汽器和凝结水泵不在运行）； 从冷停堆启动或从热态到冷停堆的瞬态工况（凝汽器和凝结水泵不在运行）； 再生热交换器（APG0

14、02RF）或与之相关的设备处于检修状态时。机组处于功率运行工况下，投运再生热交换器（APG002RF）。凝结水泵出口母管提供冷却水，凝结水被加热到149.1，返回到给水除氧器给水箱（ADG001DZ），重新进入给水系统。蒸汽发生器排污水应冷却低于56，防止除盐床高温失效。,3、减压和流量控制站。,冷却后的排污水通过一个减压和流量控制站控制排放. 流量控制站由两根并联的管路组成,每根管路都装有一个减压、流量控制阀(013/014VL)。 通过就地APG002CR选择其中一根管路在运行，另一根处于备用或维修状态。 控制阀接受下游压力和流量的控制信号。 超压保护通过安全阀（APG119VL）实现，动

15、作压力1.6MP。,4、排污水处理回路。,前置过滤器，001FI或002FI一用一备。 设置两个系列的除盐床回路，每一列串联有一台阳床(001DE或002DE),一台混床(003DE或004DE)。 每列混床出口设有一个手动流量调节阀(036VL/037VL)和流量计。 除盐床后过滤器003FI用来滤去除盐过程中树脂碎片。 除盐床设有旁路运行方式。 除盐床通过分接管与9TES和9SED系统相连，可以将废树脂通过除盐水冲入废树脂箱送固化处理。,5、排污水的返回和排放。,两种排放方式：返回CEX或TER监测排放。 正常运行时，连续取样分析水质合格，返回冷凝器（CEX）给水系统。 真空保护水封。 连

16、续取样分析水质合格，但凝汽器或相关系统不可用，直接排放至废液排放系统（TER）。 一回路放射性水污染二次侧水或除盐处理装置不可用，直接排放至TER系统监测排放。,四、主要设备,1、非再生热交换器（001RF） 2、再生热交换器（002RF）。 3、除盐装置。 4、过滤器。 5、主要运行仪表。,1、非再生热交换器（001RF） 壳管式热交换器，排污水在U形管内流动，设备冷却水在壳侧流动。 最大排污流量为25t/h。 最高排污水温度从291冷却到56，设备冷却水进/出口温度为35/83.3。 2、再生热交换器（002RF）。 壳管式热交换器，排污水在U形管内流动，凝结水作为冷却水在壳侧。 排污水最

17、大流量为46.7t/h。 凝结水的入口/出口温度49.3/149.1。 3、除盐装置。 系统设置两条并联的除盐床管线，每系列各有一台阳床和一台混床。 每个系列的最大流量为35t/h，正常处理流量3.4- 23.3 t/h。 每台除盐床的最大压降为0.15MPa。,4、过滤器。 除盐床上游设置两台5过滤器（001FI、002FI）。 除盐床下游设置一台25树脂阻挡过滤器， 每台过滤器的最大压降为0.25 MPa，过滤器芯子要定期更换。 5、主要运行仪表。 PH值表REN071/072MG。 电导率仪REN081/082MG、041044MG。 放射性监测仪KRT002/003MA。 钠表REN0

18、10MG。 排污流量（控制）表APG004MD。 排污水流量控制阀下游压力（控制）表APG004MP（01.6Mpa）。 排污水温度开关APG007/008ST。 CEX冷却水流量表APG005MD和温度表APG005MT。 其他就地监测仪,五、系统运行和保养,正常运行状态中，连续排污是，由再生热交换器冷却（冷却水来自凝结水），经除盐处理后再循环到凝汽器。 正常运行时的排污流量在7-46.7t/h之间。 排污流量和冷却流量控制阀的控制原理。 非再生热交换器的使用，排污水经非再生热交换器冷却（010VL打开，100VL关闭）。排污水的流量限制到25t/h。 排污水的直接排放：、除盐装置失效，排污

19、水送至TER系统并对其放射性进行连续监测；、凝汽器不能使用且排污水有轻微放射性，凝汽器失效，同时又必须用排污系统时，这些低放射性的排污水被转向TER系统。,蒸汽发生器的排空APG系统可用于对蒸汽发生器进行部分或全部排空，考虑到设备各自的标高，重力排空是可能的。安全壳隔离阀004VL、005VL下游的支管进行排空，疏水流到疏水收集系统（RPE的化学系统）。采用临时移动式水泵缩短排空时间。 冷态湿保养或干保养。 REN-APG系统样品的收集。REN-APG样品通过重力流入疏排系统的积水坑（RPE004PS），此处由泵RPE029PO回收并以5m3/h的流量和大约1.5Mpa.a的压力从流量计004

20、MD上游的接管再注入APG系统。REN-APG样品的稳定流量为0.66m3/h左右，最大可达1.5m3/h，间断运行。,六、故障处理,更换除盐床树脂除盐器处理系列内部被杂质玷污而引起减压站下游压力超高 更换过滤器在过滤器被杂质玷污而引起减压站下游压力超高时，要减少排污流量。当控制失效安全阀（119VL）可能开启，并隔离排污。 阀门一般缺陷处理工艺系统中阀门的主要型式是：隔膜阀、截止阀、球阀。,辅助给水系统（ASG）的启动。在ASG启动时，APG系统由安全壳隔离阀隔离，以保持ASG水箱的水装量。 安全壳第一阶段隔离出现第一阶段隔离信号时，安全壳隔离阀004/005VL关闭。 001RF和002R

21、F出口温度高当除盐器入口温度高达60时，样会导致离子交换树脂的降解。因此，当温度达到60（008ST）时，阀010VL或100VL便自动关闭。 减压站下游压力升高 001RF或002RF内冷却水压力太低冷却水压力太低会使水汽化，而且当额定压力恢复时，会造成汽室的突然消失。对002RF，压力阀值通过关闭阀100VL来停止排污，同时关闭阀087VL将CEX供水隔离。,002RF热交换器冷却水出口水温度高热交换器冷却水流量不足，会使出口水温度升高，这种温度升高由控制室中报警显示，从而必须降低排污水量。若温度继续升高，则要求关闭阀100VL，使排污水自动隔离。 002RF热交换器设冷水流量不足冷却水流量不足可引起壳侧水的汽化，并且当恢复正常流量时，可发生汽室突然消失。为避免这种现象，这时应关闭阀013VL或014VL使排污终止，然后再关闭阀010VL，这样，设备冷却水在恢复到正常流量之前，就能将换热器中的热量带走。 蒸汽发生器管子破裂在蒸汽发生器管子破裂时，出故障的蒸汽发生器必须与给水隔离，同时进行最大排污以使蒸汽发生器排空。此时，排污水直接地或通过去污处理管线排放TER系统。,