某核电厂凝汽器安装阶段典型故障及处理措施

童益华 罗贤龙 李祥奎 陈国军

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

某核电厂二回路设计两台凝汽器，每台凝汽器采用双壳体、单流程、单背压、表面式湿冷、钛管凝汽器。该凝汽器由上喉部、下喉部、壳体、热井、水室、凝汽器底部的支座、旁路扩散器、疏水扩容器等组成。每台凝汽器共有八个水室，进出水侧各四个，结构形式为弧形，主体由碳钢制造，内部与海水接触处涂有衬胶防腐，与管束端管板采用法兰连接。

1. 典型故障及处理措施

1.1 水室衬胶破损

1.1.1 问题描述

在凝汽器汽侧安装时，检查钛管发现部分水室衬胶有破损，随后目视检查了所有水室衬胶情况，发现有4个水室衬胶共计有18处破损。由于凝汽器水室主要材料是钢，不耐海水腐蚀，水室的衬胶层是水室抵御海水腐蚀的有效屏障。任何一处损伤，都有可能导致日后运行过程中水室被海水腐蚀、锈穿的危险。

1.1.2 原因分析

凝汽器水室在安装前已经完成现场开箱检验、防护工作，当时未发现衬胶有任何破损处。但在安装时完成与壳体法兰连接后，发现多处衬胶出现破损。说明在安装到壳体过程中，保护措施不到位，衬胶被异物打击，造成了损伤。

1.1.3 处理措施

对18处衬胶损伤的地方进行修复，首先采用目测法、锤击法、100%高频电火花检测确定需要修复范围以及打磨要求。衬胶破损处用角向砂轮机轻轻打磨，打磨到没有破损即可，周边加工成30°坡口。然后用硬质修补剂（橡胶专用修补胶泥）修补底层，待固化后进行打磨，用软质修补剂修补面层，待固化后打磨平整。最后用高频电火花仪进行100%连续检验，检测电压15KV，测试结果无漏电。

1.1.4 改进建议

在凝汽器的安装过程中，施工人员进入水室应穿软底鞋；在水室内搭设脚手架等要在两端固定上橡胶皮；锋利或尖头的工具、材料带入水室内一定要做好可靠的保护措施。

1.2 钛管泄漏

1.2.1 问题描述

凝汽器在进行汽侧灌水试验时发现壳体模块（三）有一根钛管泄漏，管内有水漏出。钛管泄漏在运行会造成海水进入到凝汽器汽侧中，造成汽侧设备的腐蚀，而且会严重影响二回路的水质。

1.2.2 原因分析

钛管在出厂前都做过水压试验，没有发现泄漏。现场根据该处钛管的位置以及损伤的位置，分析主要有两种原因造成钛管的泄漏：一是该壳体模块在运输过程中出现了问题，钛管被异物磕碰；二是钛管就位后，在施工过程中有异物掉落碰伤钛管。

1.2.3 解决方案

对损坏的钛管进行拔管，检查、修补端管板上已拔除冷却管位置的管孔，合格后装焊盲管，先进行胀管，采用手工胀接方式，胀接后管段不应有起皮、皱纹、裂纹和偏斜等缺陷，再使用钛丝焊接。工作完成后，对钛管管口焊缝及周围管口焊缝做PT检查，后用橡胶堵头封堵。该封堵方案操作简单快捷，是凝汽器冷却管受损问题的有效处理方式，具有较大的借鉴意义。

1.3 钛管振动碰磨断裂

1.3.1 问题描述

某电站3号机同型号凝汽器在某次机组100%甩负荷后发生海水泄漏进汽侧空间，检查发现模块一顶部有2根冷却管发生泄漏，随后进行了临时堵管处理。后续进凝汽器内部检查发现碰磨情况如下：碰磨主要发生在汽道迎流面部分钛管，模块一顶排共有19根，模块四顶排共有12根。

1.3.2 原因分析

钛管的裂纹性质为疲劳裂纹，裂纹起源于钛管内表面、起源位置应在焊缝处，裂纹的产生与振幅过大导致弯曲应力过大有关。分析认为凝汽器冷却管碰磨根本原因是旁路阀后参数较高、旁路蒸汽流量很大，凝汽器喉部空间有限，旁路投运时，喉部汽相流场的不均匀性有所增加，因气流激振引起局部冷却管振幅过大所致，存在局部涡流区。

1.3.3 处理措施

根据参考电站出现的情况，该核电厂凝汽器将采取加装防磨条并进行局部预防性堵管方案。

对于管束模块二、三，从第3跨至第21跨(共19跨)，在每跨管指la～3a,1b～3b顶部各安装2层防磨条。对于管束模块一、四，从第3跨至第21跨(共19跨)，在每跨管指1a～4a,lb～4b顶部安装多层防磨条。加装防磨条能改善凝汽器的振动情况，在不影响凝汽器性能的情况下，防止冷却管间碰磨情况的发生。

在管束模块一、四上的汽道2a底部进行局部堵管，汽道2b堵管数量同汽道2a，堵管位置与汽道2a沿管束中心线左右对称，管束模块二、三由于未出现碰磨现象，暂不实施堵管措施。

该类型凝汽器设计的时候已考虑钛管堵管余量，数量约占钛管总数量的5%左右，该种堵管方案对凝汽器换热性能的影响分析如下堵管数量共计296根，凝汽器面积有73840m2降为73501m2，按设计背压计算面积余量由8.9%变为8.64%，按实际面积反算凝汽器背压由4.948kPa变为4.952kPa。从中可知，该堵管措施不影响凝汽器换热性能。

2. 结束语

凝汽器安装阶段出现的问题需花费大量的人力物力消除缺陷，不仅影响安装进度，还降低了安装质量，给凝汽器后期运行带来隐患。在后续机组凝汽器的安装过程中，我们应积极吸取教训，总结经验，避免类似情况再次发生。