福清核电主泵密封水系统的运行和优化

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　　摘要：在反应堆冷却剂系统中，为了保证主泵的正常运行，设置了密封水注入系统，作为主泵的辅助系统。文章主要介绍了主泵密封水系统的流程、运行，分析了当前系统存在的设计缺陷，提出了优化方案，并对方案可行性、以及对机组和设备的运行影响等进行分析。
　　关键词：反应堆冷却剂系统;主泵密封水;运行优化
　　Operation and optimization of sealing water system of Fuqing nuclear power main pump
　　Abstract：In the reactor coolant system， the sealing water injection system is set up as the auxiliary system of the main pump， in order to ensure the normal operation of the main pump. This paper mainly introduces the process and operation of the main pump sealing water system， analysis of the current system design flaws， proposes optimization scheme，and analysis of the feasibility of the program， as well as the operation of the unit and equipment.
　　Key words：Reactor coolant system; Main pump seal water; Operation optimization
　　1 密封水系统功能及流程：
　　反应堆冷却剂泵又称主泵，它是反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转的设备。在主泵正常运行期间，必须引一股高压水，作为主泵的密封注入水，其主要功能有：抑制反应堆主冷却剂向上流动;提供泵下导轴承的润滑;流过轴封，逐步降压，提供轴封的冷却水流。
　　1.2 主泵密封水的注入流程：
　　在机组正常运行时，主泵密封室内，注入水流分成三个主要支流：注入水的一部分以1115L/h的流量向下流经第一级密封组件外壳和下导轴承，可以冷却和润滑泵径向轴承，同时阻止反应堆冷却剂向上流动，以防止损坏主泵轴承和轴封。
　　注入水的第二部分通过节流管路，压力降到10.4MPa，以400L/h的流量进入第二级的密封腔冷却第二级密封。注入水的第三部分通过节流管路，压力降到5.4MPa，以400L/h的流量进入并冷却第三级密封。
　　2 密封水系统的运行
　　为保证反应堆冷却剂泵的正常运行，按照设计要求设置有两路密封注入水，分别是正常密封注入水和应急密封注入水。
　　2.1 正常密封注入水：
　　正常注入水从RCV系统的上充泵出口经过过滤器，一直连接在泵的高压冷却器前，只要RCP系统没有完全降压就要维持密封注水，以防止RCP冷却剂通过密封向上流动。当RCP系统降压后，上充泵停运而下泄流经RCV-RRA连接管线返回RCP系统。此时由容积控制箱依靠重力供给密封水，容积控制箱的压力维持在0.3MPa.a，提供最小的密封注入流量，并且应手动隔离密封水回水管线。
　　2应急密封注入水
　　为了防止在密封水注入失败时对主泵造成损害，主泵设置了一个密封注入水再循环系统，有2个密封水注入再循环阀，以1号主泵为例，其中一个在RCP泵运行期间工作（RCP906VP），另一个在RCP泵停运或者备用期间工作（RCP912VP）。
　　在主泵运行期间，当主泵密封水注入流量小于1.35m?/h，延时10s，密封水注入再循环阀1（RCP906VP）自动开启。这种运行模式要求主泵泵轴在旋转状态，会产生1.32m?/h以上的再循环注入流量。
　　3  当前设计缺陷
　　福清核电1-4号机组RCP系统设计要求，在主泵正常运行期间，当密封注入流量低2（1.35m?/h）触发后，延时10s，密封水注入再循环阀（RCP906VP）自动开启;同时当密封注入流量低4（1.2m?/h）触发后，延时11s，且RCP906VP仍在关闭状态，高压泄漏隔离阀（RCP901VP）保护关闭，切断主泵密封的回流管线。在没有CIB（反应堆安全壳B阶段隔离）信号的情况下，当高压泄漏流流量小于200L/h延时4S，主泵自动停运。
　　根据现场的实际运行经验，在出现RCV系统上充泵故障停运等情况下，主泵密封流量会突然丧失，密封注入流量低2和低4报警，几乎同时触发，延时10s密封水注入再循环阀开启命令触发，1s的时间差并不足以使得密封水注入再循环阀完全脱离关限位。导致在RCP906VP开启，应急密封注入已经建立的情况下，因为RCP901VP误关，发生主泵自动停运，反应堆紧急停堆。
　　4 密封水系统设计优化与分析
　　为了解决因设计不足，在正常密封突然丧失的情况下，引起误停主泵、误停堆的问题，进行以下优化：
　　1） 修改主泵高压泄漏隔离阀延时关闭逻辑，由11秒修改为30秒;
　　根据对密封水再循环阀的行程试验结果，阀门全开时间约为12s，再加上开启命令自身的10s延时，其整个动作时间约为22s。因此将高压泄漏隔离阀的关闭延时时间改为30s，可以避免再循环隔离阀的动作过程中，高压泄漏隔离阀误关，并保证7-8s的时间裕量可以检查再循环隔离阀是否触发全开。
　　2） 增加主泵密封再循环阀门未全开报警逻辑。
　　在轴封注入流量低4（1.2m?/h）报警触发30s后且主泵再循环阀门未全开的话，增加报警（RCP936/937/938KA）可以提醒操纵员。
　　5 总结
　　通过对主泵密封水系统部分逻辑进行优化，可以防止正常密封水突然丧失情况下的故障影響进一步扩大，满足主泵的安全运行要求，同时保证反应堆的安全稳定运行和机组经济效益。
　　参考文献
　　福清核电厂中级运行教材 Fuqing nuclear power plant intermediate operation teaching material
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