核电厂海水循环泵修后试验控制与优化

翟建松 李宏强 刘金华

（中核核电运行管理有限公司）

核电厂大修后二回路启动阶段，水回路启动顺序为SRI-CRF-SEN，即闭式冷却水系统（SRI）启动，利用系统热容量为海水循环泵电机及润滑油系统（CGR）提供冷源满足其修后试验启动条件；海水循环泵修后试验合格后保持运行，为辅助冷却水系统（SEN）提供海水以满足其修后试验条件；而SEN为SRI冷却器提供冷却海水，最终使SRI系统对常规岛设备提供冷源，为二回路系统启动奠定基础。安全厂用水系统（SEC）出水走的是循环水系统的出水通道（在CC2跌落井处汇合），因循环水系统出水通道截面积较大，而SEC出水流量较低，为防止泥沙淤积必须在海水循环泵至少运行一台的情况下，SEC出水才能通过正常排水管道排出。综上，海水循环泵修后试验合格并启动就成为二回路启动的关键节点。

大修期间很多工作相互交叉，同一系统的不同设备修后试验也有先有后，且往往系统状态不完全具备设备启动条件，需做一些临时措施，并需多方配合，以保证人身、设备安全。循环水系统包含设备众多，且将大量海水引入，其修后试验过程较烦琐、安全隐患多，若修后试验流程不合理或风险分析不到位，不仅导致大修进度滞后，而且会有威胁人身安全、设备损坏风险。

一、循环水系统功能及组成

循环水系统功能：为主汽轮机冷凝器（CEX）及常规岛辅助冷却水系统（SEN）的冷源，向其提供冷却海水，保证凝汽器真空；CC2跌落井收集SEC和GC沟的水一起带走，防止通道泥沙淤积。

循环水通过取水头部、输水隧道、闸门、格栅除污机、鼓形滤网、经海水循环泵加压后由GD沟供给凝汽器和辅助冷却水系统，循环水排水通过GD阀门井、排水管渠排入CC2跌落井，并通过已建好的排水管渠、跌落井、排出口闸门井排入大海。系统简图如图1。

图1 循环水系统流程简图

二、海水循环泵修后试验流程

核电厂大修期间，循环水系统分阶段实施主隔离以满足不同设备检修要求。以A列为例实施主隔离如图2，ADT CGR01/CRF 01主隔离可覆盖海平面以上维修工作；海水以下的工作须A列闸板放入，并用潜水泵排水后与ADT CRF 03主隔离共同覆盖。

图2 循环水系统A列停运主隔离

循环水系统包含设备众多，如格栅除污机、鼓形滤网、二次滤网、反冲洗水泵、海水循环泵等。海水循环泵修后试验前要求单体设备修后试验合格并投运后，再对系统整体在线进行泵修后试验。结合该系统大修主隔离实施及投运的实际要求，总结出修后试验流程如图3。

图3 循环水系统修后试验流程

（一）循环水系统进水前设备修后试验

进水前修后试验工作包括：鼓形滤网、格栅除污机干试、电机空载修后试验、顶盖排水泵修后试验等。修后试验经理召集运行、机械、电气、仪控及性能、设备管理人员召开工前会，明确各部门工作职责，分工明确责任分明，汇总以往修后试验经验，讨论风险分析并制定风险预案及防护措施。对于大型转动设备现场要设置良好的隔离区。由于一张主隔离下挂有很多子票对不同设备进行维修，在对某设备修后试验前，要求工作负责人清点该主隔离下的所有工作票已归还或中止进行中的工作票并收回，修后试验负责人清理现场，确认无人工作，根据事先编好的修后试验规程进行试验。

海水循环泵电机修后试验空载启动与系统投运海水循环泵启动逻辑相同，有很多逻辑闭锁信号，而电机空载启动又不同于泵的启动，启动之前要对逻辑信号逐个分析排查，有些信号需仪控闭锁，但有些必须真实存在。所有逻辑信号都存在才满足启动条件。电机启动闭锁逻辑如下：

（1）无维修密封充气压力信号（CRF103SP：0.2MPa）；

（2）鼓网已低速运行；

（3）无泵轴承冷却水流量低信号（CRF125SD：0.42m3/h）；

（4）无电机冷却水流量低信号（CRF117SD：27.4m3/h）；

（5）对应列真空破坏阀已关闭；

（6）润滑油温度＞10℃（CGR045ST）；

（7）润滑油压力＞0.16MPa（CGR035SP）；

（8）泵无反转信号；

（9）6KV正常进线开关合闸。

上述信号中“电机冷却水流量低”信号不能模拟闭锁，需要真实有供水以带走电机运行绕组发热量。其余信号均可由仪控人员模拟闭锁。

海水循环泵电气控制回路在电气厂房+11.5m的机架上，由大量继电器和印刷电路板搭建而成，这些继电器经过长时间运行后，须对其性能进行周期性校验，如每隔四年进行一次清洁检查，以保证控制回路良好。工作中需将继电器拔下，用继电保护测试仪进行校验后回装；对相应端子排和接线进行紧固。继电器通过一个个薄薄的金属片与机架连接，在回插过程中很有可能插歪虚接或处于断路状态，导致控制回路功能缺失。故电机空载启动前，需将6KV电源开关置于“试验”位置，主控手动分、合闸正常，以确认启动信号满足并确保电机控制回路正常，以免泵运行过程中若出现异常情况需停泵时无法及时停运，导致设备损坏。

（二）循环水系统提闸板进水

循环水系统检修工作完成后ADT CRF 03主隔离解除，联系维修支持相关人员现场就位，在做好安全防护措施前提下进行提闸门进水工作；修后试验人员组织进行鼓网、格栅除污机湿试及反冲洗水泵修后试验。

循环水系统准备提闸板进水前，首先要确认格栅除污机、鼓网、电机空载等单体干试修后试验已完成并合格，以免进水后上述设备干试不合格需重新维修而无法进行海平面以下相关工作；其次确认海水循环泵顶盖排水泵可以投入运行。因系统进水前海水循环泵为防止泥沙进入盘根，泵轴封已供给SEA或SEP提供的轴封水，轴封泄露水在顶盖上逐渐积累，若顶盖排水泵不可运行，则水位上升淹没顶盖水位高液位开关，会导致其供电电源LCA绝缘降低，严重影响机组的安全运行。若水位继续上升，在泵轴的旋转作用下沿泵轴向上，通过下部油箱“舌型密封”进入下部油箱内（图4中虚线所示），使下部油箱油质乳化变差，影响到海水循环泵的运行。

图4 循泵顶盖排水示意图

秦二厂海水循环泵轴封注水管初始为金属管，经常发生因管道内部锈蚀堵塞，使海水循环泵盘根失去轴封注水，导致盘根异常磨损，进而引起盘根泄露增大，泥沙向上进入盘根腔室增加盘根磨损形成恶性循环，对海水循环泵安全稳定运行造成隐患。

针对上述缺陷提出技改（见图5）：（1）将轴封注水金属管改为高压橡胶软管；（2）盘根腔室布置两个对称轴封注入口，各安装一隔离阀，上游分别连接一路轴封注入管，即将现场轴封注入管由一路改为并联两路，正常运行期间两路同时投用，保证轴封注入可靠运行。

图5 技改后轴封注入布置图

（三）海水循环泵启动修后试验

循环水系统闸板提出、单体设备湿试完成并投运后，进行循环水系统整体在线启动，即海水循环泵修后试验。启动前的准备工作与电机空载修后试验相似，但所有的逻辑闭锁信号必须真实消失，以保证海水循环泵启动后正常运行。

对单列启动检修列返水（302大修启动B列造成A列鼓网坑水淹）做好风险分析及防范措施。因凝汽器进出口电动阀每次大修都有一定的检修工作，修后有动作检查试验，故一般不作为主隔离边界，而将CRF121/122VC作为主隔离边界。但SEN排水出口连接在CRF A列出口，为后续SEN启动可通过CRF A列排水，故单列启动优先启动A列（CRF001PO）。而SEN 001/002FI自动排污管线和凝汽器C的CRF505/506FI自动排污管线连在一起，CRF505FI或SEN001/002FI的自动排污启动，排污水均会导致A列向B列串水，甚至导致B鼓网管坑水位上涨，如此时B列检修工作仍在继续，对现场作业人员有很大的安全隐患。若此时关闭凝汽器B列入口电动阀，则水会从开启的虹吸破坏阀处喷出，若虹吸破坏阀由于检修关闭则会导致凝汽器超压损坏、凝汽器人孔密封处泄漏；如关闭凝汽器B列出口电动阀，则会导致CRF505FI和SEN001、002FI的自动排污管线失效，过滤器差压高但无法通过反洗功能减少堵塞情况，还可能导致凝汽器 B列出口阀和CRF122VC间的管段超压。对此风险后文提出防范措施。

图6 CRF/SEN关联简图

海水循环泵启动前，要在MX厂房GD连接井处设置安全隔离区，以防过往人员受惊吓或受伤。因循环泵启动将海水充满管道，并在凝汽器处建立虹吸后排往GD阀门井，此处与排水管渠流道连接处为90度转角，大量海水汇集于此会从GD连接井处喷出5米高水柱，当水流速稳定后恢复正常。

泵启动后主控操纵员密切监视KIT画面中的电机及泵相关参数变化趋势，现场人员对海水循环泵进行检查，机械确认泵的运行稳定及泵轴封盘根泄漏情况，必要时进行调整、性能人员进行测振。如有异常随时联系主控停泵后检查。同时联系现场人员再次确认润滑油压及过滤器压差满足要求，防止电动辅助油泵自动运行10分钟后停运，若此时机带油泵出力不足或过滤器堵塞，将触发油压低而辅助油泵再次自动启动，甚至导致海水循环泵跳闸。对此风险提出，提前对油回路打循环的优化建议。

运行人员按典操对管路排气，同时对启动列的二次滤网进行湿试并投入运行，保证进入凝汽器水质以防止凝汽器水管堵塞。泵及电机运行参数稳定，系统单体设备运行正常，机械、电气、仪控及性能检查均正常，宣布海水循环泵修后试验合格。

三、修后试验优化

（一）启动顺序及防跑水优化

启动顺序优化：为节省大修工期，鉴于SEN排水连接在CRF A列排水管道，为后续SEN修后试验可通过CRF A列排水，故单列启动时优先启动CRF A列。系统停运检修时建议优先停运A列，以确保A列尽快检修完成后进行修后试验。

防跑水优化：CRF A列启动前增加隔离措施（ADT CRF 05）：将B列排出管线隔离阀CRF122VC置于开启状态，凝汽器B侧进、出口阀关闭，并将凝汽器B侧二次滤网疏水阀开启，这样即便CRF505FI或SEN001、002FI自动排污启动，排污水会经循环水B列排出管道CRF122VC排出，即便排污水因凝汽器B列出口隔离阀关闭隔离不严而返回到凝汽器，二次滤网疏水阀也可将水疏走，从而减缓串水后的风险。同时提出管道变更的技改方案：将电动滤水器排污管线A/B列完全分离，从而彻底消除串水隐患。

（二）循环水系统提闸板进水优化

秦二厂3/4号机组循环水系统闸板为平行式液压上止水钢闸板，在放、提时都需潜水员配合且耗时较长，顺利情况下每个闸板提起需要6个小时，每列两个闸板至少12小时。进水后要进行单体设备湿试修后试验，工作量大、耗时长。为节省大修工期，隔离解除后对两个进水闸板油压密封泄压，使海水通过闸板缝隙进入管网，当鼓网水位与海平面持平后即可进行鼓网、格栅除污机湿试及反冲洗水泵的修后试验，同时进行系统启动前在线。进水闸板提起后，单体设备的湿试及系统在线也已完成，节省海水循环泵修后试验工期。

（三）海水循环泵修后试验优化

针对“润滑油温度低”信号，总结大修经验。此温度开关回差较大（10℃左右），一旦触发温度低，需将温度提高到20℃左右才能消报。如大修在冬季进行，环境温度较低，电加热器投运后，润滑油温度低报警短时无法消报，则无法对海水循环泵进行修后试验，影响大修进度。

优化方案：泵的检修工作结束后，对CGR油回路冲洗。运行人员临时解除隔离并用试验盒启动CGR油泵，修后试验人员可以对检修项目进行跟踪提前介入，借此项工作投运电加热器，提前对润滑油打循环加热。提前打循环加热好处：（1）提早打循环加热，避免冬季因油温低闭锁海水循环泵启动；（2）检查油回路有无破损，确保回路完整；（3）对两个油过滤器充油排气，检查两个过滤器状态并减少润滑油中的杂质，避免出现备用过滤器未排气或堵塞，导致运行期间正常运行过滤器堵塞需切换时，实际备用过滤器不可用，循环水因油压低跳闸，影响机组正常运行。

四、总结

核电厂大修后二回路启动阶段，海水循环泵修后试验启动是二回路启动的关键节点。本文根据秦二厂实际情况，针对海水循环泵修后试验，重点介绍了修后试验的过程和风险控制，并根据大修反馈情况，进行了合理的优化建议。一方面可以有效节省海水循环泵修后试验的时间，为大修机组二回路启动奠定了坚实的基础，也为大修工期顺利实现贡献了力量；另一方面对修后试验的风险进行了合理的规避，为后续大修修后试验提供了指导意见，并提出了技改方案以期彻底解决列间串水风险。