主泵高压泄漏流影响因素分析及逻辑优化

李晓刚 刘海

摘 要：主泵高压泄漏流量值是主泵运行期间的重要参数。当高压泄漏流量异常时，将造成主泵停运及停机停堆。本文通过对主泵高压泄漏流的影响因素进行分析，发现主泵高压泄漏流相关的逻辑设置问题，并提出逻辑优化建议。

关键词：主泵;高压泄漏流;反应堆

中图分类号：TL353.12;TM623 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）01-0048-02

Influence Of HP Throttle Leakage On RCP

Operation And Logic Optimization

LI Xiaogang LIU Hai

（Fujian Fuqing Nuclear Power Co.， Ltd.，Fuqing Fujian 350318）

Abstract： HP throttle leakage of the primary pumps is an important parameter during normal operation. When HP throttle leakage is abnormal， it will cause the primary pumps and the nuclear power plant shutdown. Based on the analysis of the possible influencing factors of HP throttle leakage， the problems were found， and the logic optimization was proposed.

Keywords： primary pumps;HP throttle leakage;nuclear reactor

1 高压泄漏流量低导致的停堆事件简介

某电厂2号机组3号上充泵跳闸，3台主泵轴封水流量低，之后3台主泵的高压泄漏隔离阀关闭，并导致主泵自动停运的保护信号“高压泄漏流量低信号”触发，3台主泵先后停运，触发“反应堆功率大于30%额定功率时一台主泵跳闸”的自动停堆信号，反应堆停堆。

2 事件原因分析

2.1 高压泄漏流量异常导致主泵停运的原因

2.1.1 高压泄漏流来源。轴封注入来自上充泵的出口。轴封注入在第一级轴封前分为三股流量：一部分流量向下流经水导径向轴承，然后与叶轮排出的反应堆冷却剂汇合;第二部分流量（正常运行时为400L/h）通过一条节流管路将压力降低到10.4MPa，进入第二级的密封腔冷却第二级密封，然后再次通过一条节流管路，压力从10.4MPa降低到0.2～0.3MPa，成为高压泄漏流的一部分返回RCV系统;第三部分流量（正常运行时为400L/h）也通过一条节流管路将压力降低到5.4MPa，以进入第三级的密封腔冷却第三级密封，之后再次通过一条节流管路，压力从5.4MPa降低到0.2～0.3MPa，也作为高压泄漏流的一部分返回到RCV系統。因此，正常运行的情况下，主泵的高压泄漏流为800L/h。

2.1.2 高压泄漏流的作用。高压泄漏流对主泵的运行非常重要。流过每一级轴封腔室的流量起冷却作用，流过轴封动静环接合面的流量确保动静环接合面处建立液膜，避免动静面接触造成干摩擦[1]。

当高压泄漏流量过低时，说明轴封腔室的冷却不足;流量过高，说明动静环接合面泄漏量太大，动静环失去密封作用，同时将造成轴封腔室的冷却不足。当轴封温度高于100℃时，将造成轴封损坏和一回路冷却剂泄漏。发生这样的工况时，主泵自动停运，有效降低一回路泄漏，避免主泵进一步损坏。

2.2 主泵跳闸导致停堆的原因

主泵跳闸导致停堆的原因是：机组功率运行期间，主泵的功能是维持一回路的强迫循环，通过蒸汽发生器，带走堆芯热量。为了避免主泵停运后，堆芯冷却不足，造成堆芯燃料性能恶化，设置了与主泵运行状态相关的停堆信号。具体信号内容如下。

2.2.1 流量低保护。流量低保护用来防止由于堆功率不能及时导出而引起燃料和包壳温度上升。

每个环路的三个测量线路中有两个流量低于保护阈值（88.8%额定流量）就产生流量低报警，在功率大于10%[Pn]（额定功率）时，按“三取二”原则产生紧急停堆保护动作信号。

2.2.2 主泵电源开关跳闸保护。流量低可以通过每台主泵电源开关的位置测得。主泵电源开关断开，在功率大于10%[Pn]时，按“三取二”原则产生紧急停堆保护动作信号。

2.2.3 主泵转速低保护。在功率大于10%[Pn]时，按“三取二”原则产生紧急停堆保护动作。转速低（也就是电源频率低）的紧急停堆信号接至主泵控制电路，使三台主泵断电（电源开关断开）。因为继续供电会使主泵电动机由于飞轮惯性作用而在发电制动瞬态下工作，消耗掉贮存在主泵飞轮中的能量，不利于自然循环的建立。

三个环路中有一个主泵断路器断开或一台主泵流量低于保护阈值时，如果功率大于30%[Pn]，都会产生紧急停堆保护动作信号。

3 主泵高压泄漏流影响因素分析

3.1 高压泄漏流相关逻辑设置

3.1.1 高压泄漏流量信号相关的停主泵逻辑。由高压泄漏流量产生的主泵停运信号有以下两个。

①高压泄漏流量低2（200L/h），延时4s，同时没有CIB（安全壳B阶段隔离）信号，主泵停运;高压泄漏流量低2（200L/h），延时4s，有CIB信号，延时10min，主泵停运。

②高压泄漏流量高2（1 100L/h），延时4s，主泵停运。

3.1.2 高压泄漏管线上的阀门自动关闭逻辑。在高压泄漏管线上，每台主泵设计一个电动隔离阀。之后，三台主泵的高压泄漏管线汇集在一起，通过安全壳，在安全壳内外设置了两个电动隔离阀。当上述任一阀门关闭，将会造成主泵高压泄漏流量低，进而导致主泵停运。

以一号主泵为例，其高压泄漏隔离阀为RCP901VP，在高压泄漏母管上设置的电动阀编号为RCV088VP和RCV089VP。

RCP901VP的自动关闭信号是：①主泵轴封注入水流量低4，延时11s，轴封注水再循环阀RCP906VP关闭;②高压泄漏流量高3，延时4s，轴封注水流量低。

RCV088VP自动关闭信号有CIB信号。

RCV089VP自动关闭信号是：①CIB信号;②RCV007&008&009VP全关时，KRT026MA（事故后REN堆冷却剂Γ剂量率监测道）高2;③RCV007&008&009VP非全关时，KRT026MA（事故后REN堆冷却剂Γ剂量率监测道）&001MA（反应堆冷却剂Γ活度监测道）高2。

3.2 高压泄漏流相关逻辑问题

3.2.1 仪表故障造成高压泄漏流量低，信号误触发。主泵高压泄漏流量低2触发主泵停运信号，只有当对应的两块仪表全部故障时，才会触发主泵误停运。该逻辑存在如下问题（以一号主泵为例）。

RCV137MD是窄量程仪表，量程为0～0.3m3/h;RCV036、037MD是宽量程仪表，量程为0～1.5m3/h。机组正常运行期间，主泵高压泄漏流量接近800L/h，此时窄量程仪表处于失效状态，根据缺省值清单，其用于主泵高压泄漏流量低（200L/h）的逻辑缺省值为1。此时只要RCV036MD故障低于200L/h或失效（其缺省值为1），运行主泵将自动跳闸[2]。

改进意见：修改RCV137MD的缺省值。为避免机组正常运行期间因RCV036MD故障造成主泵误停，将RCV036/137MD用于高压泄漏流量低，主泵逻辑信号的缺省值设置为0。

3.2.2 管线隔离造成高压泄漏流量低。以一号主泵为例，讨论其高压泄漏隔离阀为RCP901VP和RCV089VP相关的逻辑问题。

3.2.2.1 RCP901VP自动关闭逻辑信号存在的问题。轴封注水流量低时，轴封再循环隔离阀RCP906VP需要约3s的时间才能动作脱开关限位，此时将产生如下动作序列：①主泵轴封注入水流量低2，延时10s开启轴封再循环隔离阀，RCP906VP收到开启命令;②由于轴封再循环隔离阀未完全脱离关限位（脱离关限位实际需时约3s），3台主泵的高压泄漏隔离阀保护关闭;③高压泄漏隔离阀关闭，导致主泵高压泄漏流量低，信号触发，主泵跳闸。

改进意见：将信号“主泵轴封注入水流量低4延时11s，如果主泵轴封再循环隔离阀在关闭位置，则保护关闭高压泄漏隔离”中的延时修改为30s。

3.2.2.2 RCV089VP自动关闭逻辑信号存在的问题。当发生燃料破损造成一回路放射性升高时，RCV089VP自动关闭，产生高压泄漏流量低信号，造成三台主泵停运，使机组直接进入自然循环状态。

改进意见：建议取消KRT001、026MA放射性高关闭RCV089VP的逻辑。

4 结语

通过对主泵高壓泄漏流的流程、作用和逻辑进行详细介绍，并分析可能造成高压泄漏流断流的因素，对不合理的逻辑设置提出了修改意见。

参考文献：

[1]李彦华，罗乔军，叶京生.核电主泵轴封的性能及常见问题[J].通用机械，2011（1）：86-89.

[2]廖祥令.方家山核电厂主泵轴密封水系统运行分析[J].核动力工程，2015（s1）：78-81.