于 健
(中核核电运行管理有限公司,浙江 海盐 314300)
SEC 系统的鼓形滤网主要截流拦污栅遗留下来的细小杂物。 为保证运行效果,必须用冲洗水泵冲洗鼓网上的杂物; 同时SEC 系统的吸水暗渠由于运行工况的不同, 不运行水泵的吸水母管会产生泥沙淤积, 同样需要冲洗水泵对吸水母管连续搅冲。 所以SEC 反冲洗水泵会直接影响到鼓形滤网和SEC 泵吸水母管的运行工况,该设备为安全3 级设备。 每个鼓网对应两台反冲洗水泵(一用一备),失去正常电源时反冲洗水泵由应急柴油发电机组供电。 根据《秦山第二核电厂一/二号机组运行技术规格书》的限定,一台SEC 反冲洗泵不可用,需要在30 天之内退防到双向中间停堆(RRA 投入)的运行状态,且同时影响两台机组(记I0)。鉴于SEC 反冲洗泵的重要性,本文从运行的角度对秦二厂SEC 反冲洗泵的运行现状进行分析和建议。
由于杭州湾海水泥沙含量较高,对泵水力部件具有较大的冲蚀作用,秦山第二核电厂SEC 反冲洗泵在连续运行6 个月左右, 就需要对其进行解体检修,更换叶轮、泵壳、泵盖等部件。 目前,秦二厂一/二号机组共 8 台 SEC 反冲洗泵, 其中 2SEC202PO 在 2011 年11 月经过技改换型为上海阿波罗机械股份有限公司生产的AWPP100-400 型泵,其他7 台SEC 反冲洗泵均为沈阳水泵厂生产的HAC600-1A 型泵。
在HAC600-1A 型泵使用过程中,由于SEC 反冲洗泵采用盘根密封,运行一段时间后,往往会出现盘根泄漏量大的缺陷,需紧固盘根压盖,此时由于盘根在轴套之间间隙变大, 细小泥沙颗粒容易进入间隙,造成轴套磨损。并且该型泵往往连续运行6 个月左右便由于叶轮、泵体、泵盖冲蚀严重,导致泵出力不足,需进行解体检修。
这种情况下,水力部件磨损严重,无法进行修复再利用,每次检修均须对叶轮、泵体、泵盖进行整体更换,造成检修成本较高。
改造后的HAC600-1A 型泵泵设计流量、 扬程与改造前相同,该泵自2011 年11 月投运,运行至今,未出现因水力部件冲蚀而导致泵出力不足缺陷发生,期间曾因静密封磨损对其进行解体检修。主叶轮除部分位置涂层有脱落之外,金属基本完好,泵壳基本无损伤,副叶轮涂层完好,金属基本无损伤。
在秦二厂SEC 反冲洗泵运行过程中, 故障率较高,常见故障有泵出力不足、触发“旋转滤网冲洗水出口压力低” 报警的SP 仪表管线堵塞、 泵轴封泄漏偏大、泵入口堵塞、泵轴封水引漏软管堵塞等缺陷。 下面介绍运行故障时处理方法。
SEC 反冲洗泵正常运行时出口压力为0.5 MPa 以上,鼓网喷头处压力为0.2 MPa 左右。泵出力不足从下述现象可以判断:主控触发“旋转滤网冲洗水出口压力低”报警,同时正常运行的SEC 反冲洗泵备用泵自动启动。
当SEC 反冲洗系统正常运行, 遇到上述现象时,运行人员通常处理方法为: 就地观察运行泵的出口压力,调整吸水母管搅冲流量,调高泵出口压力,消除主控触发的“低报”,再停运自动启动的备用泵,如果主控“低报”消除,且泵正常运行的泵出口压力达到要求值,则保持正常运行的泵运行。 若调整吸水母管搅冲流量后仍无法消除主控触发的“低报”,则联系维修对主控触发 “低报” 的SP 仪表管线进行冲洗疏通,若主控触发的“低报”消除,则判断故障为触发“低报”的SP 仪表管线堵塞,停运自动启动的备用泵;若对触发“低报”的SP 仪表管线进行冲洗疏通后主控触发的“低报”仍无法消除,则判断为泵出力不足,停运故障泵,填写故障泵工单,交由维修进一步解体检修处理。
此故障现象与2.1 相同, 故障判断与处理方法与2.1 相同。
SEC 反冲洗泵正常运行时,轴封泄漏呈滴状。
运行巡检若发现SEC 反冲洗泵轴封泄漏偏大,甚至轴封甩水, 则需要立即联系维修对故障泵进行处理。 正常处理措施为紧固故障泵轴封盘根压盖。 若轴封盘根压盖紧固至没有裕量仍无法消除缺陷,则执行SEC 反冲洗泵的切换,停运故障泵。 填写故障泵工单,交由维修进一步处理。
SEC 反冲洗泵正常运行时, 轴封泄漏呈滴状,有轴封水引漏管线将泄漏的轴封水引至附近地坑。
运行巡检若发现SEC 反冲洗泵轴封水引漏软管堵塞,可能造成泵坑地面积水,需要立即联系维修对泵轴封水引漏软管进行疏通,同时关注地坑泵运行正常。
由于泥沙淤积,SEC 反冲洗泵在刚启动时, 有时会出现如下现象:泵启动后出口压力为0,同时泵的入口膨胀节被吸瘪。
遇见如上故障时,运行人员通常的做法为:联系维修进行检查,判断为入口泥沙淤积后,多次启动该反冲洗泵,使入口淤积的泥沙被冲开,一般故障会消除。
SEC 反冲洗泵在正常运行时还出现过其他各种故障,例如,在未触发“低报”情况下,备用泵不明原因启动;泵启动后立即跳闸;泵运行时有异音等。 此些故障为偶发故障,则不再一一赘述。
根据工单系统统计, 秦二厂一/二号机组共8 台SEC 反冲洗泵2013 年至 2016 年的 4 年内共产生工单363 份,除去定期预防性检修项目产生的工单数后共有182 份,其中关于泵出力不足的共有32 份,关于轴封泄漏大的共有77 份。 统计如表1 所示。 (该统计均不包括定期预防性检修项目产生的工单。 在实际运行过程中,触发“旋转滤网冲洗水出口压力低”报警的SP 仪表管线堵塞故障工单也非常多, 但与SEC 反冲洗泵本身无关,所以未做统计)。
表1 秦二厂一/二号机SEC 反冲洗泵工单汇总
从1 中可以明显看出,秦二厂一/二号机8 台SEC反冲洗泵中, 除2SEC202PO 其他7 台SEC 反冲洗泵运行故障率均较高, 其中泵出力不足占18%左右,轴封泄漏大占比甚至高达42%左右。 如此高的故障率无疑降低了SEC 鼓网的安全可靠性,从而影响一回路热阱的安全稳定运行。 同时增加了运行和维修人员的工作量及重复性检修次数。
通过对比可以看出,2SEC202PO 的故障率明显低于其他7 台SEC 反冲洗泵, 泵出力不足和轴封泄漏大这两个在其他7 台泵中常见的故障也基本上没有出现,这是因为在2011 年11 月, 对该泵实施了技改换型,采用了上海阿波罗机械股份有限公司生产的AWPP100-400 型泵替代了沈阳水泵厂生产的HAC600-1A 型泵,可以看出该泵技改换型运行后效果良好。
2SEC202PO 自2011 年11 月份技改换型后运行至今尚未发生因水力部件磨损而导致的出力不足缺陷,技改泵为机械密封,密封原理为静密封在密封腔内介质压力作用力下发生变形,使其紧贴合在密封挡圈上,避免密封介质从密封腔内部流出,从而保持密封,正常运行时不产生轴封泄漏。
从2016 年至2021 年需陆续对其他7 台反冲洗泵进行技改换型。 对技改后的泵进行缺陷跟踪,与技改前相比,工单总数明显减少工单总数仅有16 份,泵出力不足的缺陷未出现, 但仍有少量轴封泄漏的缺陷,共4 份。 对故障泵进行解体检修发现,泵壳仅涂层有所磨损,本体结构磨损较轻,密封组件的磨损情况有所缓解,但不可避免。
从上述研究表明对其他7 台SEC 反冲洗泵实施技改换型, 换成AWPP100-400 型泵无疑是最好的选择,所以需加快推进对其他7 台SEC 反冲洗泵的技改换型。 由于技改换型需要占用机组I0,而且是两台机组I0,所以这也是一个长期的过程。 在对SEC 反冲洗泵技改之后,我们要继续对新泵的运行进行跟踪和监测。所以在此期间对SEC 反冲洗泵的运行和维护提出一些建议:
(1)由于新型泵可靠性更高,建议先对每一列的一台泵进行换型改造,可以增加每列鼓网反冲洗水的可靠性。
(2)先对故障率较高的SEC 反冲洗泵进行技改换型,从水力部件磨损周期来看,泵出力不足的工单可以看出, 表1 中1SEC201PO 故障率最高, 建议先对1SEC201PO 换型改造,这样有助于减少运行和维修的工作量。
(3)建议对SEC 反冲洗泵区域增加摄像系统,这样有助于主控人员实时监视SEC 反冲洗泵的运行状态。
(4)对运行人员的要求需要更加关注SEC 反冲洗泵的运行状态,目前SEC 反冲洗泵的巡检频率为每天一次,建议提高对未技改换型泵的巡检频率。
(5)由于目前反冲洗水泵输送介质泥沙量较高,鼓网喷头及SP 经常堵塞,建议增加定期清淤的频率。
本文通过对秦二厂SEC 反冲洗泵的运行中出现的常见故障进行统计分析,同时对技改泵与旧泵的对比分析,提出上述建议,希望对秦二厂SEC 反冲洗泵今后的运行与维护有一定的参考和帮助。