仪用压空系统优化

梁振升

（中核核电运行管理有限公司运行五处 浙江嘉兴 314300）

1 仪用压空系统简介

1.1 系统流程描述

两台100%容量的仪用压空机从TB027 房间内吸入空气，经压缩后暂存入两台仪用压空缓冲罐，经两台100%容量干燥器及其前置和后置过滤器对压缩空气进行净化和干燥后，干燥清洁的仪用压空存入一台仪用压缩空气储存罐，系统压力维持在840～900kPa。最后分配到各个主分配集管，再通过与这些集管相连的仪用压空气站将仪用压空分配到各个用户［1-3］。

PLIA系统由一台压缩机（7512-CP103）、一台贮气罐（7512-TK4）、一台热交换器（7512-HX600）、一台冷凝水疏水罐（7512-TK11）、两台干燥器（7512-DR3/DR4）、一台冷凝水疏水泵（7512-P101）和相应的仪表控制、管道和阀门组成。除两台干燥器位于R/B101房间以外，其他设备均位于S/B-006房间。

1.2 系统相关参数

（1）仪表压空系统参数，如表1所示。

表1 仪表压空系统参数表

（2）仪表压空压缩机参数，如表2所示。

表2 仪表压空压缩机参数表

1.3 系统控制简介

1.3.1 压缩机（7512-CP4001/CP4002）起/停和加载/卸载

一台压缩机先导（Lead），另一台压缩机滞后（Lag）模式运行，由位于压缩机控制盘台（67512-PL4075）上的远程控制器（ES8）通过基于时间的顺序转换器来控制。

仪表压空系统母管压力下降到840kPa时，处于先导（Lead）的压缩机自动加载；母管压力达到900kPa时，自动卸载；母管压力低于900kPa并持续5min，滞后（Lag）的压缩机起动加载；母管压力达到900kPa时，自动卸载。根据仪表压空母管压力和压缩机起停次数，在压缩机连续空载运行一定时间后，自动停运。

1.3.2 仪表压空备用气源逻辑

一号机组或二号机组仪表压空母管压力（67512-PS4313）低于780kPa，厂用压空向一号机组或二号机组仪表压空供气电磁阀自动打开，服务压空向仪表压空供气［4］。在仪表压空母管压力高于780kPa 后，通过将仪表压空备用气源逻辑控制手柄置于“RESET”复位仪表压空备用气源逻辑，厂用压空向一号机组、二号机组仪表压空供气电磁阀关闭。

2 现压空系统存在的问题及改进方案

2.1 背景介绍

仪表压空泄漏：一号机组曾发生由于管道振动引起法兰螺栓松动及法兰橡胶垫片老化开裂，仪表压空备用气源管线与压缩机出口母管的连接法兰大量漏气，主控出现“仪表压空低压力”的窗口报警和CRT 报警，厂用压空向仪表压空供气电磁阀打开，仪表压空压力降至600kPa。现场操作员及时发现并隔离漏点后，仪表压空压力逐渐回升至900kPa［5］。一号机组在2017年7月5日的满功率运行过程中，仪用压空系统偶回路电磁阀7512-SV4112异常关闭，由于SV4112给7512-PV208/209供气，导致7512-PV208/209失气关闭时RB内仪用压空罐压力将下降，当达到650kPa时，则需执行EOP010事故规程，停堆，停机。本文以SB厂房仪用压空重要奇母管电磁阀关闭时的影响及对策进行了分析，并对仪用压空系统可以优化的地方进行了分析。

2.2 问题介绍

仪用压空系统管道破口，母管压力下降，压力降至690kPa 以下，气动阀将不能正常动作。需立即进行查漏，隔离破口，使母管压力恢复正常。必要时，可通过仪用压空供气支管备用接口，由厂用压空供气。在主控室触发窗口报警WN14-2“INSTRUMENT/BREATHING AIR PRESSURE LOW”和CRT报警“Instrument Air Pressure Low at header CI1082”；如果压力进一步降到650kPa，则准备执行失去仪表压空应急运行规程。

2.3 问题分析

1号机组仪表压空8条分配母管和2号机组7条分配母管上各自有一个电磁隔离阀。当电磁阀上下游出现高压差时，则电磁阀将自动关闭，隔离掉相应母管。

下面，以当误关S/B 奇列供气电磁阀（7512-SV4111）时对下游重要负荷的影响进行分析。

（1）仪表压空系统：LOCA 事故后安全壳隔离，反应堆厂房内的仪表压空用户使用压空将引起反应堆厂房压力上升，LOCA 后仪表压空系统不能向反应堆厂房内的仪表压空用户供气。

（2）厂用压空系统：由于安全壳隔离阀67314-PV49 失效关闭，服务压空无法送到反应堆厂房，机组反应堆厂房服务压空不可用。

（3）冷冻水系统：67194-PV7588 PLOC空压机冷却器冷冻水出口气动阀失效开，不影响PLOC 空压机的使用。

（4）热传输氘化去氘系统：仪用压空的失去引起此系统所有气动阀的关闭，对于系统及设备来说，没有什么影响，但如果此时正处于氘化或除氘过程中，则会由于阀门的关闭引起氘化或去氘的中断，使得氘化或去氘箱的轻重水由于分子扩散而混合。

（5）慢化剂净化系统：热交换器温度控制阀63221-TCV27 失效开，慢化剂净化系统安全壳隔离阀67314-PV71、PV73失效关闭，导致整个净化系统隔离。

（6）应急堆芯冷却系统：3432-PV82高压注射气体隔离阀开启/PV84 高压注射气体排放关闭高压水箱3432-TK1、TK3压力升高至4MPa左右。

（7）再循环冷却水系统：7134-PV7567 1＃ECC 热交换器RCW侧的出口气动阀失气开，不影响1#ECC热交换器的使用；7134-PV7569ECC 热交换器RCW 侧的出口气动阀失气关，ECC 两个热交换器只有一路7134-PV7570可用，冗余度下降。

（8）重水供应系统：安全壳隔离阀7314-PV21失效关闭，无法通过重水供给系统向重水储存箱补水。

（9）应急水供应系统：3461-PV141 和3461-PV41失气打开（备用储气罐可保持气动隔离阀处于正常关闭状态至少2h），随着备用储气罐压力的下降，将不能在副控室操作气动隔离阀3461-PV41/PV141。

（10）消防水系统：7141-PV41将会自动关闭，如果需要，运行人员可到就地手动操作此阀门。

（11）反应堆厂房通风系统：安全壳隔离阀7314-PV14、PV15失效关闭，反应堆厂房通风进出口隔离，失去反应堆厂房通风，此时，需要手动停运通风系统。

（12）重水蒸汽回收系统：所有干燥器的气动风阀3831-PVs会保持失气前的状态，其失气前的状态取决于干燥器当时的运行模式。

（13）主控室空调系统：67345-SV-7171/7171A 关闭，S-315 将失去送风。67345-SV-7219 关闭，67345-SV-7176#1和67345-SV-7177#1的失气状态为维持开的状态。

（14）端屏蔽冷却系统：3411-PV105 和3411-PV39失效开，正常状态液位全开状态，不影响系统运行。

2.4 处理思路和方法

（1）将对应出口母管各支路的电磁阀加装旁路阀，当电磁阀误关而下游没有泄露时，通过打开旁路阀为相应支路供气。判断电磁阀误关的方法为：没有出现CI1094 压空机双机带载的报警，没有出现WN14-2 仪用压空或呼吸压空压力低报警，检查PL14 上67512-PI4341 和AI1200 的趋势正常，出现CI1080 报警，则可以说明没有压空的大泄漏；另外，还可以复位电磁阀，可以通过断开67512-PL4079 盘台内7512-SV4111 熔丝的方法来打开7512-SV4111。如果SV4111 下游管线压空泄漏，仪用压空母管压力AI1200下降的趋势会很快，并且仪用压空双机带载频率也会更高，当SV4111 前后压差大于80kPa 持续5s 动作关闭，说明7512-SV4111 下游有压空大泄漏，7512-SV4111 关闭为正常的动作，此时则不能打开旁路阀［6］。

（2）编制经验反馈，以便运行人员了解相关操作经验。

（3）将相应各支路的短接管连接，避免在紧急情况需要连接时连接不上，尤其是中班或者夜班，其上游手动阀正常为关闭状态，当有需求时，可将手动阀打开，为相应支路供气，同时，人员应对该隔离阀的位置清楚，提高对异常的响应速度。

（4）对于系统重要的气动阀，增加相应气动阀的备用气源，如7512-PV208、209 供气仅有S/B 偶系列这一路供气，异常关闭，或者失去偶列供气将导致RB 失去压空供应。

（5）评估压空系统重要设备的可靠性，如压空机、S/B和T/B的重要奇偶电磁阀等，在大修时更换更可靠的设备。

（6）LOCA 后仪表压空系统气动隔离阀7512-PV216～PV221的3个支路中，每一个支路的两个电磁阀分别由S/B 奇路和偶路压空分别供气，且没有备用气源，当失去S/B 奇或偶任意一路，就导致LOCA 后仪表压空系统不可用，建议将PV216～PV221 每个电磁阀增加备用气源，保证LOCA后仪表压空系统可靠性。

3 结语

仪用压空系统作为电厂的安全相关的系统，它的运行是否可靠将直接影响电厂的安全与稳定，该系统的参数在任何时候都必须给予足够的重视。该系统出现异常时，如果对缺陷定位不准确，可能将故障进一步恶化，故定位时往往困难重重，费时费力。本文对S/B奇系列电磁阀误关的影响做了分析，且对压空系统进行了优化，并且为压空电磁阀误关给予参考的判断方法。