海阳核电首次抽真空试验概述

景力伟

摘 要：对于汽轮发电机组，凝汽器工作性能直接影响到整个机组的热经济性和运行可靠性。在机组启动时，凝汽器需要建立一定的真空用于机组启动，此项功能由凝汽器抽真空系统完成。机组正常运行时需要维持稳定的真空，为机组达到额定出力和保持经济性运行提供支持，汽轮机运行时凝汽器内真空的产生，主要是依靠汽轮机排汽在凝汽器迅速凝结成水，体积急剧缩小而造成的，其次是依靠抽真空系统连续抽出凝汽器内的不凝结气体。因此，抽真空系统的性能在机组启动与运行阶段是十分重要的。海阳核电于2015年12月23日凌晨完成了一号机组首次抽真空试验，同时标志着一号机汽轮机组具备进汽冲转条件。

关键词：凝汽器 真空 轴封

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（a）-0051-02

海阳核电机组的凝汽器抽真空系统由两部分组成，分别是凝汽器汽侧抽真空系统和凝汽器水室真空注水子系统。此次试验验证的是汽侧抽真空系统的功能。汽侧抽真空系统由3台50%水环真空泵和3个用于破坏凝汽器真空的真空破坏阀组成。机组启动阶段，汽侧抽真空系统从凝汽器壳体和与之相连部分抽出不可凝气体，使凝汽器内部初步形成机组启动需要的真空。机组正常运行阶段，汽侧抽真空系统持续从凝汽器中抽出不可凝气体，维持机组正常运行期间所需的真空度，为机组达到额定出力和保持经济性运行提供支持。机组需要正常停机或紧急停机时，根据机组安全运行的需要，可打开真空破坏阀以破坏凝汽器真空，缩短汽轮机惰走时间，起到保护汽轮机设备的作用。机组启动时3台真空泵同时投入运行。正常运行时，两台泵组运行，一台泵备用。

1 抽真空范围

此次试验是在做好边界隔离后，依次投运凝结水系统、汽轮机盘车、轴封系统，再启动凝汽器抽真空系统验证其真空建立、维持、破坏的能力。为了将蒸汽引入高压缸轴封验证高压缸轴封安装是否合适，需将高压缸至凝汽器的疏水打开，以防止高压缸底部存水而导致上下缸温差增大。因此需要将高压缸纳入抽真空范围，而MSR与高压缸无法进行隔离，因此也需要将MSR及其疏水箱也纳入抽真空范围。因此此次抽真空试验的范围不仅仅是凝汽器、低压缸，还包括高压缸和MSR（汽水再热分离器）及其疏水箱。

2 试验过程

2.1 边界隔离

将抽真空范围内的所有隔离边界进行一次彻底地检查和隔离以进行抽真空试验。在进行凝汽器边界隔离情况检查过程中，遇到两种情况：（1）上有隔离锁的阀门没有完全关闭或不能确认完全关闭，需在解除隔离锁后再次进行确认关闭。（2）有手动隔离边界阀杆已经脱扣，不能对阀门进行操作，也就不能确认阀门是否关闭，只能向上游扩大隔离边界范围。此种做法扩大了抽真空范围，加大了边界的漏气风险，对建立真空时间有一定影响。

2.2 投运凝结水

将凝结水系统置于再循环回路运行状态，为真空泵、真空破坏阀和需要水封的阀门提供密封水，也可以为低压缸喷淋提供喷淋水，同时凝结水泵也是抽真空的一个边界。抽真空一天前完成凝结水系统循环的建立，在投运凝结水系统后需将隔离边界的水封阀的密封水投运。凝结水系统已经进行过多次启动，在此次抽真空过程顺利启动凝结水系统。

2.3 投运盘车

投运盘车是为了防止在投汽轮机轴封时，蒸汽进入缸体，汽轮机大轴受热不均匀发生大轴弯曲事故。同时也使进入缸体的蒸汽进行搅浑，防止上下缸体温差过大引起缸体变形。当盘车所有启动条件满足后，盘车启动程序自动启动。现场监听汽缸内部声音正常，主控室监视盘车电流正常，但在主控室大轴偏心表无指示，经仪控组紧急处理后，主控室显示为大轴偏心0.02 mm左右，就地百分表显示0.03～0.04 mm左右。盘车投运正常。

2.4 投运轴封

轴封系统是了防止空气从汽轮机轴承向缸体内部泄露和防止蒸汽从汽机轴承向外部泄露，并凝结汽轮机的轴封和阀杆漏汽。之前的轴封系统试验只是安装了临时吹扫管道对系统进行了吹扫，此次投运轴封系统是首次将蒸汽引入缸体轴封，也是对高低压缸轴封设备安装情况进行一次检验。所用试验蒸汽引自辅助蒸汽系统。全部管线暖管完毕后，轴封冷却器通过轴封风机维持-6 kPa的负压，在主控室缓慢打开高低压缸轴封供汽调节阀，投入轴封蒸汽。一旦投入轴封蒸汽，主控操纵员需密切监视大轴偏心、胀差、缸温等参数，若有异常，及时停止试验。在调整轴封压力过程中，主控监盘发现高压缸上下缸温差达到67°以上，出现报警（高压缸上下缸温差超过56 ℃为手动跳机信号），为了设备安全，停运轴封供汽，维持连续盘车，当高压缸上缸温度降至50 ℃以下，停止盘车，试验暂停。经后期原因分析：高压缸温差高的原因是GV（主蒸汽调阀）的阀杆漏汽至低压轴封母管的逆止阀不严，导致低压轴封蒸汽通过该阀反供至GV，并漏入高压缸进汽管路，进入高压缸上部，而上部缸体温度测点就位于高压缸主蒸汽入口处，导致主控室显示高压缸上部温度增大，温差增加，出现报警。第二天将逆止阀重新紧固后，继续按着如上步骤投入轴封，为了防止逆止阀紧固不严再次导致蒸汽从主蒸汽管线进入高压缸上部入口，将主蒸汽管线疏水阀（疏水至凝汽器）打开进行排气。在初始调整轴封压力时，调节六路低压缸轴封调节阀时间间断过短，导致提供蒸汽的辅助电锅炉供汽量增加过快，电锅炉水位调节跟踪缓慢，锅炉水位接近保护动作定值，放慢调整轴封调节阀的速度后，锅炉水位负荷跟踪恢复正常。将高低压缸轴封压力调整至30 kPa左右并稳定，轴封投运成功。

2.5 投运抽真空系统

为验证抽真空系统的抽真空能力，需要将3台真空泵一起投运，在抽真空过程中若是真空达不到要求，则需要进行查漏检查。轴封投运成功后，启动3台凝汽器真空泵，关闭真空破坏阀，凝汽器开始拉真空，凝汽器真空缓慢上升，现场开始查漏。检查发现真空泵A入口负压过大且电机电流偏小。现场初步判断是因为此次试验是凝汽器首次抽真空，凝汽器中和隔离边界阀后很多污垢、铁锈、杂物等都被吸入了真空泵口，导致入口滤网有堵塞现象。停运A泵，做好安措后，打开泵入口发现入口滤网堵塞并有破损，更换滤网再次投运后真空泵入口负压和电流恢复正常。后依次停运B、C泵清理入口滤网。当凝汽器真空到了-20 kPa左右时，主控室发现盘车电流在59%～74%之间开始摆动，大轴偏心也间断性摆动。检查发现低压缸排气温度已上升至70 ℃以上。原因为此时真空并不高，而轴封蒸汽投入时间过长，导致低压缸排气温度升高，过度膨胀，引起对中偏移，导致盘车电流、偏心等摆动过大。手动打开了低压缸喷淋，降低排气温度，盘车电流及偏心值回归正常范围。经过6个小时左右的抽真空过程，凝汽器真空最高至并可以维持在-97.6 kPa，达到了此次抽真空的目标数值，依次停运所有真空泵。抽真空试验成功。

2.6 真空破坏

将在真空建立试验、真空系统检漏全部完成后，在主控室打开3个真空破坏阀，破坏凝汽器真空，大约30 min后凝汽器真空降为0，抽真空试验结束。

2.7 系统恢复

做完试验后，依次停运轴封系统、停运盘车和凝结水。

3 结语

此次抽真空试验是由调试、运行、维修、建安等部门和单位组成专项小组协作完成，各专业相互配合。工前会上，试验总指挥认真组织各个单位、系统的负责人，进行技术交底，分析试验风险，并确定了小问题现场处理、遇到不能及时处理的问题停止试验的基本原则。在处理完阀杆漏气逆止阀问题后的第二次工前会上，认真总结前一天的良好实践并提出了一些需要改进的地方。此次试验投运系统和试验项目相对较多，很多试验也是首次进行，期间也遇到了一些问题，经过专项组的共同努力，问题一一解决，顺利地完成了海阳核电1号机组的首次抽真空试验。

参考文献

[1] HY1-CMS-TSH-552.1号机凝汽器首次抽真空方案[Z].

[2] HY1-CMS-M3-001.凝汽器抽真空系统设计说明书[Z].