核电厂常规岛系统首次启动的冲洗和供水

彭立新

【摘 要】常规岛系统停运之后的冲洗在常规岛系统启动之前是一个耗时耗工的任务。如果冲洗不合理或提前量不够，甚至会延误主线。因此需要合理的安排和分配，从而让冲洗工作高效，有条不紊的进行。本文从方家山常规岛系统首次启动为例，分析在不同的情况下各种冲洗和供水方案的可行性和合理性，并对目前设计的冲洗和供水回路不足之处提出了整改建议。

【关键词】冲洗；供水；水质；净化

方家山2号机组第二阶段热态试验结束后，二回路处于长期的充氮保养状态。并存在多处的开口检修工作，因此，常规岛工艺回路的冲洗，成为耗时耗工的工作。方家山常规岛工艺回路的设计以凝结水供应系统（CEX）向外发散多路冲洗管线。如CEX系统至除氧器（ADG）、CEX系统至高压加热器系统（AHP）等。但由于首次启动，冲洗几乎针对常规岛所有的系统。

常规岛设计两个缓冲容量水箱，即除氧器和凝汽器。两个水箱都可与独立从SER系统供水，因此，机组热备用以下状态向蒸汽发生器供水可以利用除氧器独立于凝汽器供水前或抽真空前供水。

1 二回路系统的冲洗

由于常规岛设计上以CEX系统为源向各系统发散提供各供水管线；另外，常规岛除盐水系统（SER）几乎可以向每个常规岛水箱单独补水，因此常规岛回路的冲洗的形式也多样化。常规岛的汽侧由于没有布置冲洗管线，涉及上汽侧不能冲洗。汽侧的冲洗一般在机组并网之后，利用将疏水切至凝汽器，用凝汽器的磁性过滤器和ATE净化床进行处理。

1.1 二回路水侧冲洗

1.1.1 方式一，CEX和ADG为源，单独冲洗

该方式主要是利用SER系统可以单独向凝汽器和除氧器供水，再通过凝汽器和除氧器向下级的各系统供水进行冲洗。其具体冲洗路径为：①凝汽器通过凝结水泵向低压加热器系统（ABP）供水，再由ABP系统返回到凝汽器。②凝汽器通过凝结水泵向高压加热器系统（AHP）供水，再由主给水系统（ARE）返回到凝汽器。③除氧器单独由ADG供水，单独冲洗。冲洗合格后，可以分别向3台主给水泵和启动给水泵供水冲洗。④除氧器冲洗合格后，通过除氧器的放水阀，将除氧器的水返回到凝汽器；当凝汽器的水与除氧器的水质接近时，除氧器的供水切回至凝汽器。⑤AHP的冲洗从ADG重力取水，通过ARE系统的疏水阀排水进行冲洗（图1）。

图1 二回路水侧冲洗方式一

该方式的优点主要在于除氧器和凝汽器的冲洗可以同时进行，另外除氧器的冲洗独立于凝汽器，即使凝汽器的工作也不会影响除氧器的冲洗。但缺点在于除氧器的水如果不返回凝汽器，经过凝汽器的磁性过滤器，冲洗所耗费的水量较大。而且AHP系统同ADG的重力供水冲洗，效率并不明显。

1.1.2 方式二，ACO和GSS为源，脱离CEX泵冲洗

该方式通过SER向GSS和ACO水箱补水，ACO泵和GSS泵提供动力，引水到ABP水回路。其具体充水路径为：①ACO和GSS水箱通过泵向ABP水侧供水，再由ABP返回到凝汽器。②ACO和GSS水箱通过泵向ABP水侧供水，补水到ADG水箱，再由ADG返回到凝汽器。③ACO和GSS水箱通过泵向ABP水侧供水，补水到ADG水箱，再由ADG重力引水到AHP，通过ARE返回到凝汽器（图2）。

图2 二回路水侧冲洗方式二

该冲洗方式一般在CEX泵无法启动时采用，但要求ACO水箱和GSS水箱已经冲洗合格。该冲洗方式同时还可以冲洗ACO和GSS泵正常疏水管线，四台泵的最大循环冲洗流量能达到800t/h。但受到SER补水流量的限制，一般控制在100-200t/h。因此，该种冲洗方式的缺点在于冲洗流量过小，冲洗时间较长。

1.1.3 方式三，旁通ABP，CEX至ADG冲洗

该冲洗是利用APG002RF的冷却水管线从CEX泵取水，向ADG水箱供水的冲洗方式。冲洗流量一般控制在150t/h。采用该冲洗时一般是由于ABP系统有故障，需要隔离，而切断了CEX泵到ADG的供水。由除氧器到其他系统的冲洗方式与方式一和方式二类似。

综合这几种冲洗方式，AHP和ARE的冲洗由CEX泵出口引水冲洗效果比较明显，而由ADG重力引水充水，由于重力提供的动力有限，流量有限，因此冲洗效果一般。建议，技改将除氧器循环泵（ADG001PO）的出口管道引一路到AHP系统入口，在冲洗时，ADG001PO能提供除氧器到AHP的冲洗动力，提高冲洗效果。而且，在大修停机期间，二回路的大循环冷却，通过除氧循环泵引水至AHP，再返回到凝汽器的冷却效果也比较显著。二回路大循环方式见图3。

图3 二回路大循环方式

冲洗结束之后，蒸汽发生器的供水切至正常方式时（CEXABPADG给水泵AHPARE）时，由CEX到其他系统的冲洗管线或回水管线由于高压侧发生了改变，因此也存在反向串水的风险。从AHP系统（主给水泵的出口压力）到CEX母管（CEX泵的出口压力）；ABP系统（CEX泵的出口压力）到凝汽器（凝汽器真空）；ARE系统（主给水泵出口压力）到凝汽器（凝汽器真空）。如果该类阀门误动，一方面，将导致向蒸汽发生器的主给水或向除氧器的凝结水供水不足，特别是在满功率的情况下；另一方面，将导致高压源引到低压设备，将导致低压设备损坏。如主给水泵的压头传递到凝结水泵出口，或凝汽器。因此，建议在二回路水侧冲洗结束后，实施运行隔离，将该类电动阀的电源断开上锁。

1.2 二回路汽侧冲洗

二回路汽侧是指GSS系统、AHP/ABP汽侧、GCT-c系统和VVP系统。机组停运时一般充氮气保养，因此腐蚀的程度和几率没有水侧验证。在设计上也未布置专门的冲洗管线。GSS系统和AHP、ABP汽侧的冲洗一般是在功率运行后，利用抽汽进行吹扫，再将冷凝的抽汽排至凝汽器，利用ATE系统进行净化处理；而GCT-c系统和VVP系统的冲洗则在主蒸汽母管在进行暖管初期，开启疏水袋向SEK的管线，将管道的脏水、杂质等吹扫干净。

机组功率运行后，再热器和加热器的疏水方式如下：在主蒸汽母管暖管期间，将GSS、ACO和AHP的疏水切换至凝汽器；当到达30%电功率时，将部分疏水切换至正常方式（逐级自流），但最终的疏水仍切换至凝汽器；到到达50%电功率时，将所有疏水均切换至正常方式（逐级自流或汽侧疏水切换至水侧）。其具体流程见图4。

图4 二回路汽侧冲洗方式

汽侧的杂质最终经过蒸汽的吹扫，冷凝后进入水回路。大部分的汽侧回路能将冷凝水汇集到凝汽器，通过凝汽器的磁性过滤器和ATE的净化床进行处理。但是，①通过GCT-c进入除氧器汽侧回路的蒸汽冷凝后只能进入除氧器。②6级高加到除氧器的疏水；这部分管线无法切换至凝汽器，不能通过ATE净化。而只能通过APA泵入口过滤器和跨界管过滤器进行过滤处理，从而很容易造成APA的各级过滤器（包括轴封水的磁性过滤器）压差高，更换频繁。

GCT-c第四组阀门（GCT-c至除氧器）在大修后启动除了第一个阀ADG003VV调节开启控制除氧器压力，其他两个阀门均为关闭状态，这两个阀门ADG005/007VV均为无法进行吹扫冲洗。当机组功率运行后如果发生停机不停堆或甩厂用电事件时将导致GCT-c的第四组阀动作，管道异物将被吹扫进入除氧器，从而堵塞主给水泵过滤器。

2 二回路的供水

增加APD泵后，二回路向蒸汽发生器的供水可以提前到RRA退出时。而且除氧器和AHP系统可以单独冲洗和供水，因此，也不受CEX系统和ABP系统的限制。

除氧器铁离子冲洗合格后（小于100ppb）即可进行加热除氧，加热过程中需要添加联氨除氧和氨控制给水的PH值。加药的位置当除氧循环在运行时则选择在除氧循环泵的入口或当APD泵小流量运行时则选择在APD泵的入口。一般而言，在凝结水泵未向除氧器供水时，启动除氧循环泵能有效均匀除氧器左侧和右侧的水温度和化学品质，从而能更有效的除氧。随着除氧器的加热，温度开始升高（50-70°），而水中的氧含量依然偏高时，化学性质开始活跃，氧化反应更加剧烈，产生大量的腐蚀产物，此时水质更差（相比低温时）。直到水加热到100°以上，除氧效果明显，水中的氧含量开始降低达到标准值时，氧化反应被遏制，腐蚀停止。此时应维持除氧器的温度在100以上，保持除氧状态。另外，要求化学对除氧器水质分析，如果水质合格，蒸汽发生器即可切换由ADG供水；如果水质不合格，则保持除氧器除氧状态，缓慢开启进行疏水阀进行换水（热水），直到水质合格。

除氧器向蒸汽发生器供水后，而需要解决的问题是对除氧器的供水。除氧器的供水存在多路：①向除氧器供水的SER管线，该管线与向凝汽器的SER供水管线来自不同的管网；②凝结水泵经过低压加热器的供水管线（该管线为正常的补水管线）；③凝结水泵经过APG002RF冷却水管线返回到除氧器的供水管线；④通过ACO泵或GSS泵经ABP到除氧器的供水管线（图5）。

图5 除氧器补水方式

对于第1种补水可以独立于凝汽器、凝结水泵、ABP系统供水，但供水阀为手动阀，控制不方便。第2种补水方式为正常的供水方式，可以将调节阀至自动，自动控制除氧器的液位。但是要求凝结水泵、凝汽器和ABP系统可用。第3种补水方式可以在主控手动调节流量，但受凝汽器和凝结水泵的限制，另外蒸汽发生器排污最好不用APG002RF热交换器。第4种补水方式，同样可以再主控控制补水流量，并且不受凝汽器和凝结水泵限制，但要求ABP系统可用。

当除氧器在凝汽器抽真空前进行加热除氧向蒸汽发生器供水，为了防止除氧器热水进入凝汽器而无法及时冷凝，损伤除氧器。要求将除氧器的溢流阀和排放阀（即ADG004/005VL）断电上锁。直到凝汽器抽真空后才可以解除该隔离。此期间需要严格控制除氧器水位，防止水位过高，而溢流阀无法开启，除氧器安全阀动作带水排放。

3 结论

综上所述，方家山常规岛系统水侧设计了多处接口，以CEX为发射状可以向各个系统（ABP、AHP等）供水，二回路的冲洗和供水可以灵活多变。但是，正因为如此，导致高压系统和低压系统之间并非完全独立（如CEX系统与AHP系统等）。另外，由除氧器为源向主给水泵、高压加热器等的冲洗完全靠重力，冲洗或冷却效果不理想；因此也需要一些特殊连接管线及特殊的保护或安全措施。具体总结如下：

1）建议在除氧器循环泵出口引管道到高压加热器入口，方便除氧器到高压加热器的冲洗；特别是在下行冷却阶段，方便建立大循环的冷却；

2）凝结水泵出口到高压加热器的电动阀设置隔离及逻辑闭锁，在冲洗结束后将电源断开（切断高压和低压系统的联系）；

3）主给水回凝汽器的电动阀设置隔离及逻辑闭锁，在冲洗结束后将电源断开（切断高压和低压系统的联系，以及保证蒸汽发生器的给水量）；

4）汽侧的冲洗通过分成两阶段进行，可以尽可能充分的将汽侧管道进行冲洗，最后通过凝汽器的过滤器过滤和ATE净化。

[责任编辑：王楠]