DEL系统冷水机组结构介绍和已发故障的分析及解决

毛海谊　李文越

【摘 要】本文简要介绍了DEL系统的功能，主要介绍了DEL系统冷水机组的结构、工作原理及其在秦山二期运行期间发生的重大故障原因和解决情况。

【关键词】冷水机组；结构；故障；维修

0 概述

秦山二期DEL系统即电气厂房冷冻水系统，该系统的功能是为DVC（主控室空调系统）、DVL（电气厂房主通风系统）、DVE（电缆层通风系统）三个通风系统的冷却盘管提供7℃的冷冻水，进而使电气厂房和电缆层的温度稳定在技术规格书要求的范围内，同时给主控室操纵员提供舒适的工作环境。该系统发生故障后将会导致电气厂房内的温度升高而最终导致电厂核电机组的停运，因此该系统的正常运行和长期可用性对核电机组的安全稳定运行起着非常重要的作用。

1 冷水机组的结构和工作原理

1.1 冷水机组的结构

秦山二期DEL系统冷水机组采用的是韩国LG公司提供、台湾生产的王牌螺杆式冷冻机组，主要设备有压缩机、油分离器、冷凝器、蒸发器、油过滤器、油泵、电加热器、能量控制器等。

1.2 主要技術参数

1.2.1 正常工况一些主要参数

1.2.2 保护参数

1.3 冷水机组的工作原理

蒸发器中的制冷剂（R134a）气体被螺杆式压缩机吸入后，通过电机带动压缩机对制冷剂气体进行做功，使其变成高温、高压的制冷剂气体，然后经油分离器进入冷凝器内，在冷凝器中与RRI系统（设备冷却水系统）的冷却水进行热交换，热量被RRI系统的冷却水带走，使制冷剂由气体转变成液体，经过节流后转变成低温、低压的制冷剂液体后进入蒸发器，在蒸发器中与经过用户循环回来的冷冻水进行热交换，将冷冻水中由用户带来的热量带走，进而使冷冻水达到设计要求的温度值，通过水泵循环送至各用户，此时制冷剂液体由于吸收热量经过蒸发又重新变成了制冷剂气体，然后在回到压缩机中形成周而复始的循环过程。

2 冷水机组主要故障及维修

2.1 润滑油压差低

2.1.1 状况说明

1DEL002GF在运行期间突然跳机，润滑油压差低故障指示灯亮起，即机组由于润滑油压差低而故障跳机。

2.1.2 润滑油压差

润滑油压差即油分离器与润滑油泵输出端之间的压差，只有两者之间达到一定的压差，压缩机才可以启动并正常运转。润滑油压差的建立分为两个阶段：1）压缩机启机阶段 在压缩机启机之前需先启动润滑油泵来建立足够的压差，当压差大于1.5kg/cm2后油压开关ODPS2（仅供压缩机启动时使用）动作，压缩机才启动起来。2）压缩机运行阶段压缩机启动后，运转一段时间后系统建立起足够的压力差后油泵停止，油压开关ODPS2电路被旁通，同时油压开关ODPS1接入回路中，油压在压力差的作用下开始给压缩机供油，此时所说的压力差即冷凝器中的高压与蒸发器中的低压之差。在压缩机运行过程中，如果系统压力差降到3.5kg/cm2以下时，油压开关ODPS1就会跳开，进而使电机失电停止而触发机组跳机。

2.1.3 原因分析

通过上面对润滑油压差的分析介绍可知，机组在运行期间油压是靠系统压力差来建立的，润滑油压差低即高低压之间的压差降低。机组低压主要与机组内部制冷剂的多少及机组负荷有关，而机组高压通过设冷水管路上的球形调节阀1/2DEL200/201VN开度的大小来调节的，而调节阀的开度又与调节仪1/2DEL001/002MP的设定值有关，当冷凝器压力大于设定值时调节阀就会开大，设冷水流量就会增加将会带走更多的热量使制冷剂的压力降低进而使机组高压降低，当冷凝器压力低于设定值时调节阀就会关小，设冷水流量就会减少带走的制冷剂热量就会减少，使机组高压缓慢升高。因此可以说系统压力差降低主要与机组高压有关。

2.1.4 解决措施

通过上面的分析可知，导致此次润滑油压差低跳机的主要原因为机组高压过低所致，为此将调节仪1DEL002MP的设定值有7.5bar调高至8.7bar，此时高低压之间的压力差有原先的3.5kg/cm2升高到现在的5.0bar左右，调整后机组运行正常，至今未出现过因润滑油压低而跳机的故障。

2.2 压缩机排气温度和润滑油温度偏高

2.2.1 状况说明

2DEL002GF冷水机组由于电机温度高更换过电机后，启机再鉴定过程中检查发现压缩机排气温度、油箱温度偏高，同时该机组一直处于加载状态，且电机电流持续高达310A，属于异常运行状态。后来经过机械人员和厂家技术支持人员认真仔细的检查分析后认为出现此异常状态的主要原因为制冷剂注射阀故障。

2.2.2 制冷剂注射阀

制冷剂注射阀的外形和内部结构见图3和图4。

制冷剂注射阀是根据压缩机排气温度的高低来改变阀门开度的大小，进而控制注入压缩机中制冷剂的量，最终是压缩机的排气温度稳定在一个合适的范围内。其工作原理为感温包感知压缩机排气温度，在一定温度的作用下毛细管内的气体会产生一定的压力，作用于热力元件上后产生一定的作用力，此作用力将克服调节弹簧的弹力来控制阀门开大或关小，进而控制制冷剂注入压缩机的数量。制冷剂注入冷却示意图如图5。

制冷剂注射阀故障后，制冷剂将不能及时有效的注入压缩机内对排气进行冷却，在压缩机不断的运转过程中将会使排气温度不断的升高，在压缩机内部体积不变的情况下排气温度升高其排气压力也会跟随着升高，进而造成压缩机处于满载甚至过载运行状态，其最终将会造成压缩机及电机的轴承损坏。

2.2.3 解决措施

通过以上的分析介绍可知，造成此次压缩机排气温度和润滑油温度偏高的主要原因是制冷剂注射阀故障，为此机械检修人员将该阀更换后启机进行在鉴定试验，润滑油温度最高58℃，之后温度在52℃，电机电流最高287A，之后跟随着压缩机负荷的波动而波动，电机轴承温度60℃，该机组运行正常。

3 结束语

本文通过对DEL冷水机组产生的主要故障进行分析，找到了故障的根本原因并成功解决了问题。检修工程师应掌握设备结构、工作原理的一定理论基础，本文的工程经验有利于提高检修人员对韩国LG王牌螺杆式冷水机组的认知并提高检修水平。

【参考文献】

[1]DEL系统设计手册[S].核工业第二研究设计院.

[2]DEL系统冷水机组安装运行维护手册[S].韩国LG公司.

[责任编辑：田吉捷]