核电厂循环水系统二次滤网网片与固定筋板间隙过大缺陷分析及处理

□陈 淼 李国才 孙 杰 白 川 周仕雄 付 勇

二次滤网安装在凝汽器入口水室前端，该系统主要是用于过滤海水循环泵输送的冷却水杂质的，海水循环泵将通过取水口进入循环水系统的海水泵入，通过鼓型滤网过滤后直接输送至二次滤网处，此时海水中依旧会存在不能清除的垃圾，包括贝壳类、海草、大片状的杂质，这些杂质通过二次滤网网片的过滤被反冲洗至二次滤网系统排污管，过滤后的海水直接进入凝汽器对蒸汽进行冷凝，如果二次滤网出现故障将导致凝汽器功能异常。

一、二次滤网结构特点

机组使用的是PR-BW 800型二次滤网，结构如图1所示，它对所有能造成凝汽器阻塞的杂质进行连续过滤，它的工作方式适于过滤各种杂质，尤其适用于清除纤维状杂质。在过滤过程中，带有杂质的水流通过入口法兰到过滤腔室的扇形滤网部分。大于网片过滤精度的杂质均被留在相应的大体积过滤腔室内。

1-滤网 2-压差测量系统 3-减速电机 4-排污阀 5-反冲斗

未过滤的冷却水首先进入滤网“污水端”-A侧，经由滤网有效过滤后，从B侧流出，杂质滞留在滤网上，滤网两侧压差增加。当压差达到某设定值时，系统启动滤网反洗，排污阀打开，反洗转子转动，整个滤网得到有效清洗，其主要结构特点如下。

(一)降压反洗及涡流水封。由于杂质的不断积累，扇形网片上的压差值不断上升达到预设的操作点。通过压差测定系统的信号，计时器或使用按钮可启动二次滤网的降压反洗程序，实现各网片的反冲洗功能。反洗过程中，反洗转子持续在整个滤网面上转动，当反洗转子覆盖单个扇形网片时产生的一个密闭腔室，由两侧涡流导流叶片产生的鼓状涡流确保形成一个水力密封室(见图2)，使得流动的水不再进入该腔室，腔室内的压力消失，网片另一侧的压力大于该腔室的压力，水实现反冲，杂质前后压差下降的同时该区域水流反向，过滤水产生的反洗水流将杂质冲离网片，随着排污管道冲走。二次滤网反洗转子的旋转速度可根据运行环境进行调整。在反洗转子旋转完成后，所有扇形滤网单元都被反洗干净，然后停止反洗转子,并关闭排污阀。

图2 涡流水封密封

反冲斗边缘取消了原橡胶横档及连接件，将隔板延长，与反洗转子间距10mm，在反冲洗过程中形成涡流水封，涡流水封结构简单，无需拆检，具有安全性高的特点。涡流导板还有一个作用是：当滤网中有体积大的物体卡住，导板边缘可以起到类似“剪刀”一样的作用，将大的杂物剪断，保证转子继续旋转。

(二)网片结构。二次滤网网片结构扇形布置，原材质为奥氏体不锈钢，共十二块网片，网孔直径5mm，网片厚度2mm。每块网片背部安装紧固进行支撑固定，滤网强度设计可以承受高达1bar的静压，现场运行条件海水压力约0.7bar。

图3 网片结构图

二、问题描述

在二次滤网检修工作中，发现二次滤网的固定筋板与网片间隙较大，肉眼观察有明显缝隙，用塞尺检查后发现6台二次滤网大部分筋板与网片的间隙在1mm左右，固定筋板已完全失去了对网片的支撑作用，网片承受来自水流来回冲刷的所有冲击力，增大了网片破损的可能。因此在下一个周期检修中，切割筋板重新安装，并保证网片与筋板的间隙在0.5mm以内，观察一个运行周期后，检查发现筋板的依旧被冲刷成锯齿型，并且筋板处的网眼磨损程度远大于间隙在1mm时的情况。海水杂质或网片碎片一旦进入凝汽器系统，极易割破凝汽器内部钛管或造成钛管堵塞，导致凝汽器真空度破坏，严重降低冷凝器工作效率，影响机组功率运行。

三、原因分析及后果

查阅出厂运行维修手册发现，并没有提供固定筋板和网片之间的间隙标准，网片网孔的原始直径为5mm，网孔间金属原始宽度为1mm。两次大修使用塞尺检查6台二次滤网网片和筋板的磨损程度时，发现固定筋板与网片之间的间隙在0.5mm以上时，对应网片筋板位置的网眼直径在5.3～5.5mm之间；而固定筋板与网片之间的间隙在0.5mm以下时，对应网片筋板位置的网眼直径90%都大于5.6mm，此时网孔间金属宽度仅余0.4mm。分析原因有以下两点：一是解体检修规程中没有针对网片和筋板之间的间隙标准，导致检修时忽略了筋板与网片之间的间隙，直接通过焊接固定在网片的斜拉筋上，使得在原始安装时就未对网片起到固定作用，且各筋板的间隙值层次不齐。二是海水冲蚀导致筋板内圈磨损，增大与网片之间的间隙。海水通过网眼后冲刷到筋板的内圈，但由于两孔之间连接筋的阻挡使得筋板内圈被冲刷成锯齿状(图4)，与网片接触的面积越来越少。且间隙越小的情况下，筋板与网片之间形成的涡流流速越大，冲刷越严重，导致网片的磨损程度越大。

图4 冲刷后支撑筋板图

四、解决方案

一是由于检修规程和相关维修手册均没有具体的安装要求，根据现场安装试验并讨论后制定了固定筋板与网片之间的间隙标准：安装时调整筋板与网片之间的间隙应大于0.5mm，小于1mm，保证筋板对网片有限位支持功能，同时避免间隙过大造成海水冲刷腐蚀。二是通过移动网片的位置来调整与固定筋板之间的间隙。若检查发现筋板与网片的间隙小于0.5mm，应松开网片的螺栓，将网片推向远离筋板的方向，确保筋板和网片的间隙在0.5mm至1mm之间，若余量不够可将网片的螺栓孔加工成轴向长孔，增加网片可移动的范围。三是将网片与固定筋板接触部分小范围地加工成实心板，减少海水对筋板的冲刷，并将筋板紧贴网片进行安装，恢复其接触支撑作用，降低网片因冲刷而破损产生的风险。四是将网片材质由奥氏体不锈钢改为更耐海水腐蚀的双相不锈钢，增加其耐海水冲刷腐蚀能力。另外网片厚度由2mm增加为3mm，提高网片强度。

五、结语

流经二次滤网侧的海水虽然经过鼓型滤网过滤，却仍含有大量纤维状、贝壳海草类的杂质，泥沙含量较高，对网片和筋板的冲刷较严重。当网片上附着大量杂质再被冲刷时，更易发生网片破损的情况，一旦杂质进入凝汽器钛管，会引发钛管破裂、真空破坏等一系列严重后果，因此筋板的固定作用尤为重要。保证网片与筋板的间隙合理是筋板起固定作用的关键，考虑到滤网片需要定期更换，因此尽可能保证网片和筋板的间隙在0.50mm至1mm之间，保证支持功能的同时减小筋板与网片之间的涡流冲刷效应。在实际检修过程中，考虑作业空间限制以及大修工期限制，直接对网片实施换型，既能有效解决间隙过大、筋板失去支撑作用的缺陷，又能保证检修进度在计划范围内，避免影响大修工期。