厂用水系统改造实践与研究

俞景伟

山东核电有限公司 山东 烟台 265116

【关键字】厂用水；改造；检修备用泵；可靠性

厂用水系统设置A/B两列，每列100%容量，每个系列在电厂正常运行功率下具有100%容量的冷却能力。厂用水系统增设C泵作为A/B泵的检修备用泵，增加了厂用水系统检修的灵活性。在机组各运行模式下，均可由C泵替代A泵或B泵，整个机组仍可维持厂用水双列运行条件，增加了厂用水供水可靠性，提高了机组的可用率和经济性。

一、厂用水系统简介

厂用水系统是一个以海水作为冷却介质的开环冷却系统，它向设备冷却水热交换器提供冷却水，带走一回路和部分二回路电站设备的热量，最终排往循环水排放管道。厂用水系统由具有相同配置的两列设备和管道组成；每一列包括一台100%容量的厂用水泵、一个自动反冲洗滤网、一台设备冷却水热交换器以及相关阀门和管道等设备组成；泵取水管线淹没在与循环水引水渠道与取水管道相连的湿井里。

二、厂用水系统运行

厂用水系统在正常运行情况下有四种运行方式和操作：单列运行(功率运行工况)；两列运行(停堆工况)；切换泵；切换热交换器。

电厂正常运行时，一台泵运行另一台备用，如果运行泵跳泵或者检测到运行泵出口压力低，备用泵会接到一个自动启动信号。在主控室或者远方停堆站通过电站控制系统控制泵的启停，厂用水泵手动或者自动启动的允许条件有两个：两台厂用水泵的出口阀必须关闭；排放管道阀门需要开启。厂用水泵正常启动过程为：发出启泵信号，泵出口电动蝶阀在最初10秒内仍保持关闭用于排出泵出口管线内可能存在的空气，之后阀门开启至中间位置并保持30秒，然后在90秒内达到全开位置。整个启动过程的设计主要是避免泵电机过载。每台泵出口位置的膨胀节用来防止厂用水出口管线负荷过大时泵管嘴过应力，泵运行导致的震动过大时需要隔离下游管线。如果在启泵信号发出15秒后泵出口阀门仍未开启则会自动停泵。

三、厂用水系统改造原因

厂用水系统原设计2台厂用水泵，存在两点运行和检修方面设计缺陷：

1.正常运行，仅要求厂用水一列运行；在电厂运行模式5(冷停堆)和模式6(换料)衰变热导出期间，厂用水的运行对乏燃料池的冷却很重要，必须投入厂用水两系列运行。如果在模式5和模式6期间因设备故障、检修导致一台厂用水泵不可用，一回路水装量必须在12小时内提升至堆芯以上，72小时内退出上述运行模式。

2.厂用水泵布置在鼓形滤网后，循环水泵吸水室前，厂用水泵与循环水泵共用流道。循环水泵检修时，对应进水流道须排干，对应流道上布置的厂用水泵不能运行，无法支持厂用水泵双列运行。

厂用水系统原设计没有考虑上述设备故障和检修窗口问题，对机组运行经济性、可靠性产生较大影响。

四、厂用水系统改造方案和影响

在原有2台厂用水泵基础上增加一台检修备用泵，仅用于停堆换料期间有一列相应的循环水泵取水明渠设备需要检修时投运，为设备冷却水系统提供两列冷却。原取水方式：厂用水泵从循环水泵进水流道上开孔取水：A厂用水泵从B循环水泵进水流道上取水，B厂用水泵从C循环水泵进水流道上取水。增加第三台厂用水泵后取水方式：新增加的C泵从A循环水泵流道取水，通过连通管及电动阀V003A/B与原厂用水泵A/B出水管相连。

增加第三台厂用水泵的影响：提高了正常功率运行期间和停堆期间的备用手段，系统可靠性增加；可以在停堆期间进行循环水和厂用水泵停运进行检修，窗口时间大大增加，经济性增加；新增泵与原泵参数一致，通用性强，维修和备件采购方便。

五、厂用水系统改造困难和措施

厂用水C泵项目包括新增C泵的泵本体、管道、电仪安装调试和原A/B列的电气仪控改造。在A/B列电气仪控改造期间，A/B列将停电、停运，一回路将失去厂用冷却水，机组状态将不能满足装料时核岛厂用冷却水系统必须双列投运的要求。这使得厂用水新增C泵改造项目成为制约机组装料的关键因素之一，成为机组阶段性的重点工作。

为消除该装料制约因素，成立了厂用水系统新增C泵专项工作小组，全面梳理设计、采购、施工和调试工作内容，研究A/B列双列同时停运、单列先后停运两种方案，编制专项计划，分析确定关键路径，优化施工顺序、调试逻辑，重点协调推动关键路径相关工作，经过多次研究确定了B/A列先后停运安装调试方案，详见下图：

项目实施过程中，工程人员集中力量完成B/A列电仪改造施工和C列管道与B/A列管道接口施工；调试人员连续加班完成中压切换柜调试和B/A泵电仪改造后调试工作；设计采购人员积极协调中间继电器闭锁变更、电机加热器双路电源并列问题。在专项组及各方人员精诚合作下，优先使厂用水系统A/B列全部恢复运行，使一回路厂用冷却水系统满足了装料要求。

A/B列恢复运行后，泵本体安装和管道支架施工上升为关键路径。为确保C泵尽早可用，维修人员连续加工，确保了调整垫片提前完成；工程人员24小时进行焊接施工，使管道组对焊接顺利完成，系统实现封闭，确保了C泵调试前提条件满足；调试人员提前准备试验文件，积极协调人力，在调试先决条件满足后立即连夜开展调试工作；计划人员全程跟踪施工调试中出现的新问题，有力协调各方资源，积极创造前提条件，动态调整计划逻辑，确保各项工作按照计划目标时间推进。

随着厂用水C泵A列流道性能试验结束，厂用水新增C泵调试工作全部完成，C泵具备投用条件，这标志着厂用水C泵改造项目关键路径工作结束。厂用水C泵改造项目的顺利完工，近期内确保机组具备装料条件，远期解决了大修时不能维修两台循环水泵的问题。

六、厂用水系统改造问题研究

厂用水系统原设计上的A/B泵互为备用，运行泵跳泵或者检测到运行泵出口压力低，备用泵会接到一个自动启动信号联锁启动。此次改造增加的厂用水C泵为检修备用泵存在如下问题：1.C泵的中压电源、工艺流道、控制回路、出口压力表和主控画面显示均与原A/B泵共用，若需要切换至C泵运行或备用，需要运行人员手动切换电源、出口压力表和阀门控制回路，C泵不是真正意义上的备用泵；2.在泵切换期间，只有一台泵可用，其余两台泵均不可用，时间长达3小时，此时若运行泵出现故障，机组将失去冷却水被迫后撤；3.厂用水C泵长期处于停运状态，需要进行定期启动试验和检查维护，在定期切换厂用水泵期间无备用泵，给机组造成一定风险；4.厂用水C泵主控画面显示借用原A/B泵，无法在主控独立监视运行状态和参数，需要就地检查确认。

鉴于厂用水C泵的上述问题，需要进一步研究和设计，增加厂用水C泵独立的中压电源、控制回路、出口压力表和主控室控制显示画面，以彻底解决目前C泵存在的上述备用、切换风险和监视控制问题。