核电厂离心式冷水机组故障分析与处理

王志远 刘 康

(海南核电有限公司，海南 昌江 572700)



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核电厂离心式冷水机组故障分析与处理

王志远 刘 康

(海南核电有限公司，海南 昌江 572700)

根据核电厂离心式冷水机组的结构特点，从蒸发压力低、油压差低、排气温度高、水流量异常等方面，阐述了冷水机组的常见故障，并提出了相应的防治措施，确保了机组的稳定运行。

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1 设备概述

海南昌江核电厂核岛冷冻水系统(DEG)共六台冷水机组，每个反应堆设有三台，其中两台运行，一台备用，为核岛通风系统提供冷源。该机组采用LG的LTP060N型双级压缩离心式冷水机组，其制冷量为2 070 kW，制冷剂R134a与润滑油可以相互溶合。

根据机组结构特点，机组运行时有部分润滑油可从压缩机轴承、齿轮箱混入压缩机，与压缩机的制冷剂气体混合后经过冷凝器冷凝，最后流入蒸发器；电机两轴承处的润滑油也有可能进入电机内腔，然后随同冷却电机线圈的液态制冷剂汽化后，从电机回气管进入蒸发器。以上两种渠道进入蒸发器的润滑油都不蒸发，时间久了蒸发器中的润滑油将越来越多，油箱中的润滑油将越来越少。为了保证整个系统的油平衡，该机组在蒸发器和油箱之间安装了引射回油装置(见图1)，蒸发器下部安装有集油管，制冷剂和润滑油的混合液体通过集油管与压缩机排气端引出的高压气体混合，经过引射器引回油箱。

当制冷剂发生泄漏，蒸发液位低于集油管高度时，将影响机组回油效果，若不及时进行处理将触发蒸发压力低、油压差低等报警跳机信号，严重时还会造成轴承、叶轮等转动部件的磨损。

2 冷水机组故障分析与处理

1)蒸发压力低。蒸发压力低通常由制冷剂泄漏导致，当制冷剂泄漏至一定程度时将会触发蒸发压力低警告，严重时将造成跳机，影响机组正常运行。制冷剂泄漏分为内漏和外漏，内漏是指机组内的制冷剂泄漏到水系统中，外漏是指机组内的制冷剂向大气中泄漏。a.内漏。铜管破裂将导致制冷剂泄漏至水系统中，因机组内充注有制冷剂处于正压状态，可通过拆除蒸发器和冷凝器两侧端盖后在换热铜管两侧涂抹检漏液进行检查，若发现少量铜管破裂泄漏，可用铜质堵头对破裂铜管两侧进行临时封堵，待大修时再进行更换。铜管与孔板接触处未胀紧也可导致制冷剂从缝隙处向水系统中泄漏。若用检漏液检查发现铜管与孔板连接处存在泄漏，可使用胀管器对泄漏处铜管进行胀紧直至泄漏消除。为了避免杂质进入机组划破铜管，一般对水系统的清洁度要求较高，通常要求在水泵的进口安装过滤器对杂质进行过滤并定期清洗过滤器或者提前将水系统过滤合格后再将机组接入系统，同时定期对水质进行抽检化验，发现水质不合格则进行换水。b.外漏。根据现场维修经验可得知，冷水机组发生外漏的概率比较大，通常比较容易发生泄漏的部位有：小管路螺纹连接处、法兰连接处、调节阀阀杆、安全阀密封面、直角阀等。为了防止制冷剂泄漏触发蒸发压力低故障跳机，需维修人员加强设备的日常巡检力度，定期对易泄漏部位进行泄漏检查，定期对安全阀进行校验，发现泄漏及时进行处理。

2)油压差低。该冷水机组油系统回路中有安装两个压力探头，一个装在油槽内，一个装在过滤器下游，最终通过油压差来反馈机组润滑情况。机组油压差低除了会触发报警跳机外，还会造成轴承、叶轮等转动部件不同程度的磨损，影响机组制冷效果，严重时将导致机组无法正常运行。通常油压差低报警跳机大致由以下两方面引起：油过滤器脏堵和油槽内润滑油不足。油过滤器脏堵需及时更换新的过滤器，并在更换结束后进行排气，以免憋压造成油压差偏高。油槽内润滑油不足可能是由于润滑油泄漏或者机组回油效果不良导致大量润滑油积聚在蒸发器里。润滑油泄漏只需找到泄漏点处理后进行补油即可。机组回油效果不良通常是由于制冷剂泄漏，蒸发液位下降至低于集油管高度所致，需先查到制冷剂泄漏点并进行处理，同时充注适量的制冷剂之后再补充新的润滑油，待机组启动以后，随着制冷剂的循环，原来流失至蒸发器里的润滑油将重新回到油槽内，待停机后将多余的润滑油排出即可；或者将蒸发器底部外接一个齿轮泵用于回油，因为回油过程中将带出大量的液态制冷剂，此时需要将油槽内电加热器投入使用，在进行多次反复回油后，当油位稳定在油槽1/2处，机组便可起机运行。外接泵回油示意图见图2。

3)排气温度高。机组刚启动时，若导叶传动链条打滑或者导叶开启速率过慢，在排气温度升高至跳机值之前，冷凝器与蒸发器还未建立起压差，将会触发排气温度高报警跳机，导致机组无法启动运行。导叶开启速率过慢，通常可通过缩短导叶开启延时，增大导叶开启速率来进行调整，或者启动前先将导叶置于手动状态，开机后手动迅速开启导叶，待机组建立起压差正常运行后，再把导叶置于自动状态。导叶传动链条打滑除了会在开机时触发排气温度高报警跳机外，还会导致导叶实际开度与控制屏显示开度不符，在停机时会触发导叶开关异常报警。当发现链条松动打滑时需首先检查电机底座紧固螺栓是否松动，若有松动则进行紧固，然后检查链条松紧度，若链条过松可通过抬高导叶电机支架来拉紧链条，或者拆卸几节链条来将其拉紧，最后还需动作导叶电机手轮来检查导叶传动杆是否卡涩，传动杆卡涩将会导致链条在传动过程中打滑并被拉长，若存在卡涩现象需要在确保制冷剂不会泄露的前提下适当旋松传动杆密封压盖螺母来减少传动杆的卡涩情况。

4)轴承温度高。轴承是利用润滑油来冷却的，若轴承温度过高，需首先检查油槽油位，看看润滑油是否充足，其次应检查油系统回路是否畅通，最后可通过增加供给油冷却器的液态冷媒的调节阀开度来降低油温，从而降低轴承温度。若采取以上措施仍无法降低轴承温度，则需解体压缩机，检查轴承是否磨损，必要时进行更换。轴承温度高除了可通过控制制冷剂及润滑油泄漏来预防外，还需注意机组停运时应保证将油槽电加热器投入使用，以防发生跑油现象。

5)水流量异常。冷水机组在投运前应确保冷冻水和冷却水的流量正常，否则机组将无法启动，若在机组运行时水流量发生异常将导致机组跳机无法正常运行。该机组采用压差开关来反馈水流量，当水流量达到一定值时压差开关动作并反馈给机组，机组接收到反馈信号后方可启动运行。若压差开关误动作，机组将在水流量不足或者没有通水换热的情况下启动运行，可能导致换热铜管被冻裂发生内漏，因此需定期对压差开关进行检查确保其可正常动作，特别是在机组投运前，发现压差开关故障应及时进行修复或更换。

6)排气温度过低。蒸发器和经济器液位过高都会造成压缩机吸入液态制冷剂，导致排气温度过低。虽然排气温度过低并不会触发机组报警跳机，但是压缩机吸液将对叶轮形成液击造成磨损。因此在机组解体维修后充注制冷剂时，要控制充注量，同时要对经济器上下游阀门进行适当调节以确保经济器液位不超过其容量的2/3。

3 结语

本文对离心式冷水机组常见故障的分析与处理方法进行了总结，同时提出了相应的预防措施，一旦机组再次发生同类型故障便可准确地进行诊断并及时有效地处理，保障机组实现最佳制冷效果，确保机组稳定运行。

[1] 乐金空调(山东)有限公司.DEG冷水机组运行维修手册[Z].2012.

[2] 王伟刚,倪 灏,薛 芳,等.离心式冷水机组长时间停机后跑油分析[J].大众科技,2009(11)：130-131.

Fault analysis and treatment of centrifugal chiller in nuclear power plant

Wang Zhiyuan Liu Kang

(HainanNuclearPowerCo.,Ltd,Changjiang572700,China)

According to the structural features of the centrifugal chiller in nuclear plants, the paper illustrates the common faults of the chiller from the low evaporating pressure, lower fuel pressure difference, high discharge temperature, and abnormal water flow rate, and points out respective prevention measures, so as to ensure the stable operation of the chiller.

nuclear plant, chiller, fault, lubricating oil

1009-6825(2016)11-0231-02

2016-01-24

王志远(1988- )，男，助理工程师; 刘 康(1987- )，男，助理工程师

TM623.4

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