核电厂核辅助厂房DVN系统运行温度控制与故障分析

程志远

福建福清核电有限公司 福建福清 350301

核辅助厂房通风系统，是控制区内极其重要的通风系统，机组运行以来经常出现个别房间温度低，空气流量异常、送排风压力表异常等问题，进而触发相关报警以及综合故障报警的频发，增加了现场运行人员的工作量，也影响系统的健康运行和控制效果，增加监盘压力[1]。

针对频发的报警以及故障，通过对现场设备运行情况检查和分析，通过运行调节、设备改造来优化和解决，经过问题处理和调节，DVN系统缺陷和故障问题得到较大改善提升运行品质。

1 电加热器原理介绍与问题统计、分析

整改前日常DVN系统运行时常见报警和异常统计，见表1所示。

表1 常见报警与原因

经分析核辅助厂房通风系统日常运行期间主要房间温度低报警，主要在KSN端显示的502-515KA的相关报警，在KIC端主要出现9DVN010KA综合故障报警，制约DVN系统的运行。

经过运行与仪控部门现场核实分析总结了如下表2的问题分析与处理方法。

表2 房间温度异常统计与分析处理

电加热器无法正常投运，导致部分房间无法达到要求的温度，电加热器故障也触发513KA，对电加热器排查问题后，汇总故障分析见表3所示。

表3 9DVN电加热器故障的分析处理

根据分析首先在确定通风流量正常的情况下，应首先解决现场电加热器故障率高问题。

风管式电加热器由风道中管状电加热元件（带肋片）以及接地端子等部件组成。控制装置还包含对应温度保护的温度开关（ST）、电子温度探测器（MT）以及就地温度控制器和显示屏。电热丝材质为NiCr合金，元件弯成U型或W型，结构见下方简图，如图1所示。

图1 风管式电加热器简图

单元式电加热器与风管式电加热器类似，电加热器本体不在风管内，而单独安装本体里自带一台轴流风机进行工作。整机绝缘电阻不小于20MΩ。其控制由位于本体外出风口处一台bST控制，一台aST保护防止温度过高。流程简图见图2。

图2 单元式电加热器简图

根据电加热器工作原理，对于风管电加热器设置了温度高的保护温度开关与流量开关，当流量开关流量低时触发保护停运风管电加热器。当部分电加热器处于保护温度开关安装位置不合适，温控探头位置布置不合理，或者参数和状态设置不合理均可导致加热器工作异常[2]。

2 故障分析与处理

现场的处理过程，根据表3中存在的故障和报警经过归纳主要存在三类问题，第一类为可以通过运行调节处理的，此类问题是由于现场电加热器所在风管流量偏小，部分电加热器控制箱里对电加热器的季节、温度设置不正确，以及未及时复位导致，此类问题通过复位，修改相关运行模式，进行风量调节，可排除异常，就地报警消失，此类电加热器经统计见下方表4的问题统计：

表4 通过运行调节处理的电加热器

第二类为电加热器故障导致，065/010RS测量探头数据偏差较大，实际更换测温计后报警消失；第三类属于原设计的流量开关定值不合理和电加热器布置不合理，需对问题部分进行相关技术改造和变更。如对于ND251/252/253房间在额定风量下其流量开关SD膜片压差在原10Pa的压差下无法正常工作，电加热器无法持续投入，则进行技改优化[3]。

3 9DVN010KA报警分析与整改方案

DVN010KA目前在1、2号机组主要由513KA闪发与冬季部分房间触发温度低导致。

对于这种情况，分析对原风管上的风管电加热器进行改造可以取得效果，取消原025/026RS，将风管保留至该房间送风口进口处，其余风管与电加热器取消，在原空间处利用原来电源增加1或2组单元式电加热器，利用其循环风机对房间循环加热，原送排风对房间进行换气。

ND239房间整体空间约36立方米，原电加热器2台共计8kW，按照原设计将极端时送风温度考虑为5℃，达到房间温度在24度以上，根据Q=cmΔt，其中空气的比热在5-30度时c≈1.005kJ/（kg×K），1立方米空气质量约1.25kg计，周围水泥墙面按导热系数λ=0.3W/（mK），对于额定流量755的空气加热量约为：

P=P1+P2=7.001kW，即只要选择原来功率加热器配合调功器和温控开关可以满足房间温度要求。

对于ND305-307房间的电加热器，在额定风量下其流量开关仍触发故障，导致电加热器无法工作。其风量受环境因素影响波动也较大，在其房间风道上增加转送风机进行送风，消除报警。

4 结语

对于DVN系统的温度控制需关注电加热器的运行状态，合理设置定值，运行期间密切注意系统报警，对于故障报警，在依次现场核查、分析、处理，对于DVN综合故障报警其中大部分的问题是可以通过运行调节以及故障处理，重置可以解决。

（1）对于电加热器故障尤其是空气流量异常引起的额故障，一定要优先核实运行风量，尽可能调节在设计风量偏上限时对于解决该问题可提供更好的运行条件。

（2）DVN系统的SD开关一般为膜盒式压差计，其在较小的压差下灵敏度较低，而风管里小流量下一般压差较小，极容易产生故障，建议换型或取消。

（3）对于个别房间温度要求较高，且风量受限调节手段有限或无法调节时，可技改增加单元式电加热器来优化运行。

对于新建机组核辅助厂房通风系统，初期设计就应考虑优化本文发现的问题，在设计上从源头解决，简化系统，各区域分配不同的通风子系统，会更好运行和管理，也更适应机组大修等状态的转换。