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1FAL11AP001泵保护切除原因分析及处理

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  【摘 要】2013年3月16日,田湾核电站运行值反应堆操纵员按照生产计划执行泵1FAL11AP001维修后试转工作。反应堆操纵员根据操作单启动泵1FAL11AP001从1JNK10BB001水箱取水,经1FAL管线后回到1JNK10BB001水箱。泵启动后出口流量1FAL10CF001约8kg/s,启动后泵1FAL11AP001根据出口压力1FAL11CP002低于0.45MPa延时30秒保护切除。
  【关键词】1FAL11AP001;联锁保护;原因
  1 1FAL系统功能和部分联锁保护介绍
  1.1 系统功能
  燃料水池和硼酸贮存箱净化系统(1FAL)用于:
  净化燃料水池1FAB50BB001、堆内构件检查井1FAB60BB001中的机械杂质和溶解的物质,达到降低水的活度、保证透明度的目的;
  净化除去含硼水箱水1JNK10,40BB001中的机械和溶解杂质;
  从1JNK10(40)BB001给燃料水池1FAB50BB001补水。
  1.2 机组正常运行条件下的系统运行
  1.2.1 组正常运行的所有工况下,1FAL系统根据燃料水池1FAB50BB001、堆内构件检查井1FAB60BB001和1JNK10,40ВB001的水质情况定期运行。
  1)在净化燃料水池1FAB50BB001的工况下,硼酸从1FAK10A P001或者1FAK40AP001泵入口取硼酸,用1FAL11AP001或者1FAL12AP001经过1FAL10AC001旁路送到两个并列布置的机械过滤器1FAL30AT001,1FAL30AT002。去除机械杂质后送到阳床1FAL30AT003,再到阴床1FAL30AT004。净化后的硼酸再返回1FAK10AP001或者1FAK40AP001的入口管道。在泵不运行时送到出口集管。
  2)在净化堆内构件检查井1FAB60BB001的工况下,从堆内构件检查井的下部取水,经过预先退出运行的1FAK10管道,送到1FAL系统。净化后的介质返回1FAK10AP001泵的出口管道,然后送到堆内构件检查井水应急使用系统1JNB。
  3)在净化硼酸贮存系统工况下,从1JNK10BB001或者1JNK40BB001取水经过换热器1FAL10AC001,用泵1FAL11AP001或者1FAL12AP001送到机械过滤器1FAL30AT001,1FAL30AT002;然后送到阳床1FAL30AT003和阴床1FAL30AT004,净化后的硼酸返回1JNK10BB001或1JNK40BB001。
  1.2.2 在给燃料水池1FAB50BB001补水的情况下,从1JNK10(40)BB001取水经过换热器1FAL10AC001,由泵1FAL11AP001或1FAL12AP001从1FAL过滤器旁路以不大于11kg/s的流量供到1FAB50BB001。
  1.3 1FAL11AP001泵根据以下任一联锁保护自动切除
  1.3.1 1FAL11AP001出口压力1FAL11CP002<0.45MPa。
  1.3.2 流量1FAL10CF001<5ks/s。
  1.3.3 泵入口温度1FAL10CT001>60℃。
  1.3.4 泵1FAL11AP001轴承温度>80℃。
  2 故障原因分析
  1FAL11AP001保护切除后,运行值长组织反应堆操纵员立即进行原因分析。反应堆操纵员查阅运行日志发现,机组大修期间1FAL系统执行技改后,该泵多次出现过启动后出口压力低保护切除的现象。针对这一现象,值长、副值长、反应堆操纵员进行了讨论,认为1FAL11AP001启动后出口压力低保护切除,可能由于以下几种原因:
  1)系统内存在不凝气体气,形成气塞。
  2)部分阀门未全开,导致节流。
  3)泵出口压力表1FAL11CP002故障。
  4)泵入口管道逆止阀1JNK22AA601故障未能打开。
  5)1FAL11AP001泵本体存在故障导致出力不足。
  6)1FAL11、12AP001泵入口总管1FAL10存在堵塞。
  为查明原因,消除缺陷,值长、副值长、反应堆操纵员对可能的原因进行了逐项讨论,并通过对比验证等方式最终确认了故障原因,消除了系统缺陷。
  针对第一种情况:根据操作单要求,在启泵前已经进行了多次系统排气。并且为了排气充分,反应堆操纵员将泵入口切换至液位较高的乏燃料水池以提高静压,并进行了排气。因此可以排除系统内存在不凝气体形成气塞的可能。
  针对第二种情况:泵保护切除后,反应堆操纵员再次确认了系统在线。经确认泵出入口上的电动阀位置正确,手动阀1FAL10AA001, 1FAL10AA002,1FAL11AA001全开,1FAL11AA002按照操作单要求开270度。系统在线正确,由阀门原因导致节流的可能性排除。
  针对第三种情况:根据操作单要求,启泵前仪控人员已经对压力表1FAL11CP002进行了多次排气,且泵停运后该压力表指示和1FAL12CP002一致,结合该压力表运行曲线判断,可以排除压力表故障可能。
  针对第四种情况:若逆止阀未开启则启泵打走部分水后,入口压力不能恢复到启泵前压力。但在停泵后,泵入口压力恢复到启泵前压力,因此也可以排除泵入口管道逆止阀未能打开的可能。
  针对第五种情况:为判断是否由于1FAL11AP001维修后造成泵本体出力不足,值长、副值长、反应堆操纵员讨论决定启动1FAL12AP001进行对比验证:
  启动泵1FAL12AP001从1JNK10BB001水箱取水,经1FAL管线后回到1JNK10BB001水箱。1FAL12AP001启动后30秒,同样因出口压力低保护跳泵,现象同1FAL11AP001基本一致。可以排除1FAL11AP001泵本身出力不足的可能。
  通过以上分析,可以初步判断出在1FAL11、12AP001泵入口总管存在异物堵塞,节流效应导致通过泵的流量偏低、泵工作性能下降,以致出口压力偏低保护切除。
  进一步分析可知,在机组大修期间执行了1FAL系统技改,可能存在执行技改过程中,防异物措施执行不完整或不规范,导致异物进入泵入口1FAL10管道,造成堵塞、节流。而由于启泵后出口仍然存在流量可知,异物并未完全堵塞入口管道。
  根据以上分析,值长,副值长,反应堆操纵员讨论决定,将1FAL11AP001泵入口在线至乏燃料水池1FAK系统,通过提高泵入口静压的方式增大泵出口压力。
  完成系统在线后,启动1FAL11AP001沿1FAK系统管线运行, 1FAL11AP001出口压力0.6MPa(出口压力比以前偏低)>0.45MPa,泵启动成功。
  3 结论
  通过上述分析及验证,可以确认泵入口管道1FAL10存在异物堵塞。
  反应堆操纵员根据分析结果,提出工作申请检查1FAL10管线。后续检查发现,该管道内存在大量抹布等异物,清除异物后重新进行1FAL11AP001泵维修后试转,泵运行正常,所有参数符合运行规程并与历史曲线相符合,缺陷排除。
  1FAL11AP001是离心泵,上述分析也适用于电站其他系统的离心泵。本次分析为今后电站日常工作中类似问题的解决提供了一个参考。
  【参考文献】
  [1]王勇.SOP-1-FAL00-001燃料水池和含硼水箱净化系统(1FAL)[Z].江苏核电有限公司运行规程.
  [责任编辑:邓丽丽]
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