凝汽器检漏架频繁触发报警问题分析和处理

(福建福清核电有限公司，福建 福清 350318)

汽轮机做功后的乏汽在凝汽器内通过循环冷却水(海水)冷却成凝结水，由于凝汽器为表面式冷却器，循环冷却水有可能通过传热管(钛管)泄漏进入凝结水，从而污染凝结水水质；为此，设置了凝汽器检漏架，连续监测凝汽器的可能泄漏情况。2号机组凝汽器配置了4台检漏架，每台检漏架共设有3个不同的取样监测点，通过取样泵将3个不同的取样监测点汇总的样水送至仪表盘经阳树脂交换后测量其阳电导率(根据阳电导率数据判断凝汽器是否存在海水泄漏，阳电导率报警值为≥0.3 μS/cm)，监测后样水回到凝汽器热阱。

1 凝汽器检漏架的重要性

1.1 凝汽器发生海水泄漏的危害

凝汽器发生海水泄漏会使二回路凝结水中进入不挥发性盐，如NaCl、MgCl2等，导致凝结水水质短时间内急剧恶化，这些盐将进入蒸汽发生器(SG)而沉积在其内部，高浓度的杂质含量会增加蒸汽发生器传热管腐蚀，从而大大增加蒸汽发生器传热管破裂的风险，严重时将导致机组降功率，甚至停机，2号机组功率>25%Pn时蒸汽发生器排污系统钠和阳电导率运行区域图如图1所示[1]。

图1 2号机组P>25%Pn模式时蒸汽发生器排污系统钠和阳电导率运行区域图Fig.1 The operating area of sodium and positiveconductivity of the blowdown system of thesteam generator in P> 25%Pn mode of Unit 2

1.2 凝汽器海水泄漏的监测

在二回路水汽系统中有部分在线化学仪表连续监测二回路水质参数，及时反应水化学的异常状况，且部分重要参数的信号和数据传送至主控室以便操纵员及时发现水质异常状况。其中，凝汽器检漏架、凝结水泵出口母管在线钠表和电导表、蒸汽发生器排污系统在线钠表和电导表都是监测凝汽器是否存在海水泄漏及时有效的手段，因此,对这些在线仪表所测量的数据和触发的报警要有足够的重视。

M310型压水堆凝汽器由凝汽器A南、北侧及凝汽器B南、北侧四部分(如图2所示)，因此,也设置有与之对应的1号、2号、3号、4号4个独立的检漏架用于监测每部分凝汽器是否存在海水泄漏，每个检漏架有3个不同的取样点，分别布置在凝汽器循环冷却水进、出口侧内壁管板以及凝汽器中部集水盘上，3个不同取样点收集来水汇流至总管通过取样泵送至检漏架经阳离子树脂柱交换后检测阳电导率，测量完成后的样水返回至凝汽器热阱，具体流程示意图如图3所示。

图2 2号机组凝汽器俯视图Fig.2 The top view of the condenser of Unit 2

图3 2号机组凝汽器单个检漏架取样分析示意图Fig.3 Schematic of sampling and analysis of singleleak detection rack for the condenser of Unit 2

当海水发生泄漏时凝汽器检漏架能够在第一时间监测出异常并触发报警，且根据报警检漏架位号能够确定泄漏点大概位置，缩小人员排查漏点范围，节约排查时间，有助于及时消缺；因此，凝汽器检漏架的正常、稳定运行对保障机组安全至关重要。

2 凝汽器检漏架运行现状

凝汽器4台检漏架正常运行期间如无人员操作且无其他设备缺陷时是不应该有异常报警情况发生的，但2号机组1号检漏架自投运后频繁触发报警(如表1所示)，已失去连续监测凝汽器A南侧凝结水水质、判断海水是否存在泄漏的作用。且如此高频率的报警上传至主控室，会造成操纵员监视画面频繁出现报警信息，干扰操纵员对机组状态的正确判断，影响机组安全稳定运行。

表1 2016年3～5月期间1～4号检漏架异常报警次数统计

3 检漏架频繁触发报警原因分析及解决

根据凝汽器结构及检漏架设计特点，分析可能导致检漏架频繁触发报警的因素如表2所示。

表2 导致1号检漏架可能触发报警的因素Table 2 Factors that may trigger analarm on the 1# leak detection rack

3.1 报警因素分析

3.1.1 海水泄漏影响

如果凝汽器存在海水泄露，则凝汽器检漏架、凝结水泵出口母管的在线钠表和电导表测量数据都应同步出现异常。核实1号检漏架频繁触发报警的相同时间段内凝结水泵出口母管在线钠表(报警值为≥0.5 μg/L)和电导表(报警值为≥0.3 μS/cm)测量数据趋势，发现凝结水泵出口母管在线钠表、电导表测量数据均分别维持在0.004 μg/L、0.017 μS/cm左右，排除凝汽器存在海水泄漏可能。

3.1.2 仪表故障影响

经核实1号检漏架在线电导表每年有定期维护与标定，且使用便携式电导表分析仪现场测量并与在线电导表对比，测量结果基本保持一致(如表3所示)，排除在线电导表自身故障导致1号检漏架报警的因素。

表3 便携式电导表与在线电导表测量结果对比Table 3 Comparison of measurement results betweenportable conductance meter and on-line conductance meter

3.1.3 系统缺陷

现场对1号检漏架整条取样管线各连接处一一检查，未发现有松动、泄漏情况，排除检漏架各连接点密封不严而导致检漏架报警这一因素。

3.1.4 样水污染

为确认样水是否具有代表性，是否存在样水被其他杂质污染，分别对1号检漏架3个取样点进行单独试验，只开启其中一路取样点，每个取样点试验48 h左右，试验结果如图4所示。

图4 1号检漏架各取样点单独试验趋势图Fig.4 Trend of separate test for each samplingpoint of 1# leak detection rack

从图4中测量数据趋势可以看出，1号检漏架的取样点3测量数据较取样点1和2偏高且存在上下波动情况，说明取样点3存在异常。

经现场勘查，取样点3取样位置距凝汽器运行补水管线较近，位于补水管侧下方，怀疑凝汽器补水时富含空气的除盐水进入取样点3，导致样水被污染。查询凝汽器补水趋势如图5所示，从图5可以看出1号检漏架数据异常升高的时间与凝汽器补水阀(阀门位号：2CEX022VD)大开度对凝汽器补水时间互相吻合，可以确定1号检漏架频繁触发报警与凝汽器补水之间一定有所关联。

图5 1号检漏架分析数据与凝汽器补水阀开度比对图Fig.5 Comparison between 1# leak detection rackanalysis data and the opening ratio of thecondenser makeup water valve

201大修期间进入凝汽器内部调查结果如图6所示，从图中可以看出凝汽器补水管安装在凝汽器A南侧海水进口侧斜上方，距离海水进口侧凝汽器壁约2～3米(即在取样点3斜上方，取样点3布置在海水进口侧钛管下方凝汽器壁上)，凝汽器补水方式为从补水管两侧喷出，补水沿凝汽器内壁向下流入取样点3取样口，污染样水，从而导致1号检漏架报警。

图6 1号检漏架各取样点与凝汽器补水管位置布置示意图Fig.6 Schematic of the layout of each samplingpoint and condenser makeup water pipeof 1# leak detection rack

3.2 问题处理及验证

为彻底消除因凝汽器补水导致1号检漏架频繁触发报警异常情况，决定通过改变补水方向，防止凝汽器补水进入1号检漏架取样口，污染样水，改造前后补水管布置示意图如图7所示。

图7 凝汽器补水管改造前后示意图Fig.7 Schematic of condenser makeup waterpipe before and after renovation

改变凝汽器补水方向后，跟踪1号检漏架运行情况如图8所示。从图中可以看出在1.5个月时间内，1号检漏架未出现一次异常报警情况，运行状态良好。

图8 改变凝汽器补水方向后1号检漏架投运期间数据趋势图Fig.8 Data trend of 1# leak detection rack duringoperation after changing the direction ofcondenser makeup water

4 总 结

凝汽器检漏架异常报警问题，经一系列因素分析最终确定根源为凝汽器补水管设计不恰当导致，并通过改变凝汽器补水方向最终使1号检漏架运行正常，报警消除。该问题的发现也为同类型机组凝汽器检漏架报警问题分析和处理提供了借鉴经验。