CN103811082B - 核电站冷凝器系统及其故障排除方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站冷凝器系统的故障排除方法，用于排出冷凝水的氧含量异常上升的故障，该故障排除方法包括如下步骤：检测所述冷凝器中的蒸汽的温度；检测所述冷凝器中的蒸汽的压力；判断所述温度与所述压力是否对应；若对应，则表示所述冷凝器无异常泄露；若不对应，则表示所述冷凝器存在异常泄漏。本发明还涉及一种核电站冷凝器系统的故障排除装置及带有故障排除装置的核电站冷凝器系统。

Description

核电站冷凝器系统及其故障排除方法和装置

技术领域

本发明涉及核电技术，特别涉及一种核电站冷凝器系统及其故障排除方法和装置。

背景技术

核电站是利用核燃料的核裂变反应所释放的核能来发电，而火电站则是利用化石燃料的燃烧所释放出的化学能来发电。核能要比化学能大得多，所以核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。例如，一座百万千瓦级的煤电厂每年要消耗约300万吨原煤，而一座同样功率的核电站每年仅需补充约30吨核燃料，后者仅为前者的十万分之一。

在核电站二回路循环系统中，主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使达到300℃以上也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水，再由凝结给水泵送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器。

核电站通常在大修结束后，冷凝器的氧含量都会上升，可是发生这种异常后，采用现有的方法和设备并投入大量的物力和人力也难以快速将异常排除。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的不足，提供一种改进的核电站冷凝器系统及其故障排除方法和装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站冷凝器系统的故障排除方法，用于排除冷凝水的氧含量异常上升的故障，该故障排除方法包括如下步骤：

检测所述冷凝器中冷凝水的氧含量，并判断所述氧含量是否超标；

若所述氧含量超标，则检测所述冷凝器中的蒸汽的温度；

检测所述冷凝器中的蒸汽的压力；

判断所述温度与所述压力是否对应；若对应，则表示所述冷凝器无异常泄露；若不对应，则表示所述冷凝器存在异常泄漏。

优选地，所述的判断所述温度与所述压力是否对应的步骤是：以检测到的温度值作为饱和温度值，计算出对应的饱和压力值，再将检测到的压力值与该饱和压力值进行比较；若两者的差值小于预定值，则表示检测到所述温度与所述压力对应；若两者的差值大于预定值，则表示所述温度与所述压力不对应。

优选地，所述的判断所述温度与所述压力是否对应的步骤是：以检测到的压力值作为饱和压力值，计算出对应的饱和温度值，再将检测到的温度值与该饱和温度值进行比较；若两者的差值小于预定值，则表示检测到所述温度与所述压力对应；若两者的差值大于预定值，则表示所述温度与所述压力不对应。

优选地，当所述温度与所述压力不对应时，所述故障排除方法还包括对连接于所述冷凝器与冷凝水泵之间的入口管段的空气泄漏的排查的步骤。

优选地，当所述入口管段不存在泄露或泄露排除后，所述故障排除方法还包括对用于检测所述冷凝水中氧含量值的氧表的故障排查的步骤。

优选地，当所述氧表不存在故障或故障排除后，所述故障排除方法还包括提高用于对所述冷凝器抽真空的真空泵装置的抽吸力的步骤。

优选地，当提高所述真空泵装置的抽吸力失败后，所述故障排除方法还包括对所述真空泵装置的故障排查。

优选地，所述的真空泵装置为水环式真空泵装置，其包括汽水分离器；所述的提高所述真空泵装置的抽吸力的步骤包括提高所述汽水分离器的水位。

提供一种核电站冷凝器系统的故障排除装置，用于辅助排除冷凝器中冷凝水的氧含量异常上升的故障，该故障排除装置包括处理装置以及与所述处理装置相连接的氧表、温度计、压力计以及指示装置；所述氧表用于检测所述冷凝水中的氧含量，所述温度计用于检测所述冷凝器中蒸汽的温度，所述压力计用于检测所述冷凝器中蒸汽的压力；所述处理装置用于判断所述氧含量是否超标，在所述氧含量超标的情况下判断所述温度与所述压力是否对应，并在所述温度与所述压力对应时发出表示所述冷凝器无异常泄露的指示信息，在所述温度与所述压力不对应时发出表示所述冷凝器存在异常泄漏的指示信息；所述指示装置用于将所述处理装置发出的指示信息指示出来。

优选地，还包括输入装置，用于供使用者输入确认信息给所述处理装置。

优选地，所述处理装置用于在所述氧含量超标时给所述指示装置发出报警信号，并由所述指示装置指示出来。

提供一种核电站冷凝器系统，包括上述任一项所述的故障排除装置。

本发明的有益效果是：与相关技术相比，本发明中的故障排除方法使得故障的诊断更加快速，能够有效提高工作效率，节约检修时间和成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一些实施例中的核电站冷凝器系统的结构示意图；

图2为图1所示的核电站冷凝器系统的真空泵装置的结构示意图；

图3为本发明一些实施例中的核电站冷凝器系统的故障排除方法的流程图；

图4为本发明另一些实施例中的核电站冷凝器系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。

图1示出了本发明一些实施例中的核电站冷凝器系统1，该核电站冷凝器系统1可应用于核电站的二回路中，以冷却该二回路中做功后的蒸汽，使该蒸汽凝结成液态水，该液态再通过送回蒸汽发生器中。如图1所示，该核电站冷凝器系统1可包括冷凝器10、冷凝水输送装置以及真空泵装置30，冷凝器10用于将蒸汽冷凝成液态冷凝水，冷凝水输送装置用于将冷凝器10中的冷凝水抽走，真空泵装置30用于使得冷凝器10中保持中空。

冷凝器10在一些实施例中可包括密封的壳体11以及安装于该壳体11中的热交换器12，热交换器12包括入水口A和出水口B，海水、河水等冷却介质能够分别经由该入水口A进入该热交换器12，在该热交换器12中热交换之后，再经由该出水口B流出。冷凝器10的壳体11的上部具有一个蒸汽入口C，与蒸汽输送管道相连通，以使得从汽轮机(未图示)处输送而来的蒸汽能够经由该蒸汽输送管道C进入到壳体11内部。冷凝器10的壳体11的下部设置有冷凝水出口，以与冷凝水输送装置相连。

冷凝水输送装置在一些实施例中可包括冷凝水泵21、入口管段22以及出口管段23。入口管段21将冷凝水泵21的入水口与冷凝器10的冷凝水出口相连通，出口管段23将冷凝水泵21的出水口与其他部件(例如，低压加热器)相连通。

核电站冷凝器系统1在一些实施例中还可包括氧表40、温度计50以及压力计60。氧表40设置于冷凝水输送装置的出口管段23上，用于测量冷凝器10中的冷凝水中的氧含量，并可在冷凝水中的氧含量超标时发出报警信号。温度计50设置于冷凝水输送装置的入口管段22上，用于测量冷凝器10中冷凝水的温度(亦即蒸汽的温度)。压力计60设置于冷凝器10的上部，用于测量冷凝器10内蒸汽的压力。

一同参阅图2，真空泵装置30在一些实施例中可为双级水环真空泵，以靠水环变比抽出冷凝器10中的气体，以使得冷凝器10中保持真空。该真空泵装置30可包括第一级水环单元31、与第一级水环单元31串联的第二级水环单元32、冷却器33以及汽水分离器34。第一水环单元31包括吸入管310，该吸入管310与冷凝器10的上部相连通，以吸入冷凝器10上部的气体，由第一级水环单元31和/或第二级水环单元32排出的气体则经由排出管312和/或314进入到汽水分离器34，分离后的气体排入大气，分离出来的水与补充水一道进入冷却器33，冷却后的水再进入第一级水环单元31、第二级水环单元32中形成水环。冷却器33可以接海水等冷却介质进行冷却，其包括入口E和出口F。

图4示出了本发明一些实施例中的核电站冷凝器系统1的故障排除方法，用于消除冷凝水中氧含量的异常上涨的故障，该故障排除方法包括如下步骤：

步骤101：利用氧表40检测冷凝水中的氧含量；

步骤102：判断含氧量是否超标，即判断氧表40检测到的氧含量置是否大于预定值，若含氧量不超标则返回步骤101，若含氧量超标则进入步骤103；

步骤103：检测冷凝器10中蒸汽的温度；

步骤104：检测冷凝器10中蒸汽的压力；

步骤105：判断检测到的蒸汽的温度与压力是否对应，具体为：先以检测到的蒸汽温度作为饱和温度，找出对应的饱和压力，再将检测到的蒸汽压力与该饱和压力进行比较，若两者的差值小于预定值，例如0.2mpar，则表示检测到蒸汽的温度与压力对应，冷凝器10无异常漏气，但意味着真空泵装置已达到其最大运行抽吸效率区，则进入步骤107，可以理解地，预定值可以根据需要进行设定；若两者的差值大于预定值，则表示冷凝器10存在异常漏气，则进入步骤106；再可以理解地，在判断对应关系时，也可以先以检测到的蒸汽压力作为饱和压力，找出对应的饱和温度，再将检测到的蒸汽温度与对应的饱和温度进行比较，并以该两者的差值与预定值进行比较，以得出检测到的蒸汽的温度与压力是否对应；

步骤106：按照常规的方法对冷凝器10进行查漏并补漏，补漏完毕后，返回步骤101；

步骤107：对入口管段22进行查漏，因为入口管段22处为负压段，此处容易吸入空气，当入口管段22吸入空气后会被冷凝水泵23打到氧表40处，也会令氧表40显示冷凝水氧含量超标的情形；

步骤108：判断入口管段22是否存在泄漏，若存在泄漏，则进入步骤109；若无泄漏，则进入步骤110；

步骤109：对入口管段22进行补漏，补漏完毕返回步骤101；

步骤110：对氧表40进行标定及查漏，因为氧表40本身如果存在故障的话，也会影响的氧含量的检测值；

步骤111：判断氧表40是否存在故障，若存在，则进入步骤112，若不存在则进入步骤113；

步骤112：对氧表40进行维修或更换；

步骤113：提高真空泵装置30的抽吸力，本发明一些实施例中是增加汽水分离器34的液位，相当于直接将真空泵装置30的入口压力增加，从而可以提高真空泵装置30的抽吸力；

步骤114：判断真空泵装置30的抽吸力是否提升，若提升则进入步骤101，若无提升则进入步骤115；

步骤115：对真空泵装置30进行检修。

以下结合具体实例对本发明一些实施例中的故障排除方法做进一步说明。

实例一：某核电站L208大修后，按此本发明的故障排除方法快速地查明了氧含量高的原因，并快速地排除了故障。具体为：首先判断冷凝器中压力和温度的饱和关系是对应的，排除了冷器器的异常泄漏可能；然后，检查了氧表和冷凝水泵的入口管段，消除了部分小漏点，使氧表测量的数值有所下降；最后，结合海水温度定位为真空泵装置效率低下，进一步分析得出真空泵装置的一二级水环单元间的逆止阀可能密封不严导致泵效率低下，后安排专业解体检查最终得到验证，该逆止阀橡胶密封果然破损。更换后一切正常，氧表测量数据恢复正常。

实例二：某核电站L209/L110大修后，L1/2号机组冷凝水中氧含量均出现一定程度的升高，按照本发明的故障排除方法：首先，冷凝器压力温度关系对应，而将冷凝器的异常泄漏排除；然后，又排除了氧表及冷凝水泵的入口管段泄漏的可能；最后，判断出真空泵装置的运行也无明显设备异常，但可以判断其已处于最大出力范围。为此，将汽水分离器水位提高，如此，即相当于将真空泵装置的吸入压头提高了，真空泵装置的抽吸效率可获得提升，冷凝水中氧含量很快就下来恢复正常了。

图4示出了本发明另一些实施例中图1的核电站冷凝器系统1a，该核电站冷凝器系统1a可应用于核电站的二回路中，以冷却该二回路中做功后的蒸汽，使该蒸汽凝结成液态水，该液态再通过送回蒸汽发生器中。如图4所示，该核电站冷凝器系统1a可包括冷凝器10、冷凝水输送装置以及真空泵装置30，冷凝器10用于将蒸汽冷凝成液态冷凝水，冷凝水输送装置用于将冷凝器10中的冷凝水抽走，真空泵装置30用于使得冷凝器10中保持中空。

冷凝器10在一些实施例中可包括密封的壳体11以及安装于该壳体11中的热交换器12，热交换器12包括入水口A和出水口B，海水、河水等冷却介质能够分别经由该入水口A进入该热交换器12，在该热交换器12中热交换之后，再经由该出水口B流出。冷凝器10的壳体11的上部具有一个蒸汽入口C，与蒸汽输送管道相连通，以使得从汽轮机(图中未标示)处输送而来的蒸汽能够经由该蒸汽输送管道C进入到壳体11内部。冷凝器10的壳体11的下部设置有冷凝水出口，以与冷凝水输送装置相连。

冷凝水输送装置在一些实施例中可包括冷凝水泵21、入口管段22以及出口管段23。入口管段21将冷凝水泵21的入水口与冷凝器10的冷凝水出口相连通，出口管段23将冷凝水泵21的出水口与其他部件(例如，低压加热器)相连通。

核电站冷凝器系统1a在一些实施例中还可包括处理装置70以及与处理装置70相连的氧表40、温度计50、压力计60、指示装置80以及输入装置90。氧表40、温度计50、压力计60、处理装置70、指示装置80以及输入装置90构成一个核电站冷凝器系统1a的故障排除装置，可以用来辅助执行上述的核电站冷凝器系统1的故障排除方法，以提高故障排除效率。

氧表40设置于冷凝水输送装置的出口管段23上，用于测量冷凝器10中的冷凝水中的氧含量，并将氧含量值信息传送给处理装置70，处理装置70将氧含量值与预定值比较，若超过预定值则表明冷凝水中氧含量超标，处理装置70发出报警信号给指示装置80，由指示装置80通过声音和/或图像等形式通知操作人员。

温度计50设置于冷凝水输送装置的入口管段22上，用于测量冷凝器10中冷凝水的温度(即蒸汽的温度)，并将温度信号传送给处理装置70。压力计60设置于冷凝器10的上部，用于测量冷凝器10内蒸汽的压力，并将压力信号传递给处理装置70。

当处理装置70获取到氧含量超标时，将首先抓取检测到蒸汽的温度值和压力值。然后，以检测到的蒸汽的温度值的作为饱和温度值，计算出对应的饱和压力值。再将该饱和压力值与检测到的压力值进行比较，若两者差值小于预定值，处理装置70输出指示信号“冷凝器无异常泄露”以及下步操作的指示信号“请对入口管段进行查漏”给指示装置80，由指示装置80指示出来。若两者差值大于预定值，处理装置70输出指示信号“冷凝器存在异常泄露”以及下步操作的指示信号“请对冷凝器进行查漏补漏”给指示装置80，由指示装置80指示出来。

处理装置70还可在延迟一段时间后输出判断信号“入口管段是否存在泄漏”给指示装置，使用者通过输入装置90对该判断信号做出应答，例如，如果使用者在输入装置90中输入否定的确认信号“无”，处理装置70发出下一步指示信号“氧表标定及查漏”给指示装置80，如果使用者在输入装置90中输入肯定的确认信号“是”，处理装置70将发出指示信号“对入口管段进行补漏”给指示装置80。图3所示的其他步骤的实现方式类似，在此就不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种核电站冷凝器系统的故障排除方法，用于排除冷凝水的氧含量异常上升的故障，其特征在于，该故障排除方法包括如下步骤：

检测所述冷凝器中冷凝水的氧含量，并判断所述氧含量是否超标；

若所述氧含量超标，则检测所述冷凝器中的蒸汽的温度；

检测所述冷凝器中的蒸汽的压力；

判断所述温度与所述压力是否对应；若对应，则表示所述冷凝器无异常泄露；若不对应，则表示所述冷凝器存在异常泄漏。

2.根据权利要求1所述的故障排除方法，其特征在于，所述的判断所述温度与所述压力是否对应的步骤是：以检测到的温度值作为饱和温度值，计算出对应的饱和压力值，再将检测到的压力值与该饱和压力值进行比较；若两者的差值小于预定值，则表示检测到所述温度与所述压力对应；若两者的差值大于预定值，则表示所述温度与所述压力不对应。

3.根据权利要求1所述的故障排除方法，其特征在于，所述的判断所述温度与所述压力是否对应的步骤是：以检测到的压力值作为饱和压力值，计算出对应的饱和温度值，再将检测到的温度值与该饱和温度值进行比较；若两者的差值小于预定值，则表示检测到所述温度与所述压力对应；若两者的差值大于预定值，则表示所述温度与所述压力不对应。

4.根据权利要求1-3任一项所述的故障排除方法，其特征在于，当所述温度与所述压力不对应时，所述故障排除方法还包括对连接于所述冷凝器与冷凝水泵之间的入口管段的空气泄漏的排查的步骤。

5.根据权利要求4所述的故障排除方法，其特征在于，当所述入口管段不存在泄露或泄露排除后，所述故障排除方法还包括对用于检测所述冷凝水中氧含量值的氧表的故障排查的步骤。

6.根据权利要求5所述的故障排除方法，其特征在于，当所述氧表不存在故障或故障排除后，所述故障排除方法还包括提高用于对所述冷凝器抽真空的真空泵装置的抽吸力的步骤。

7.根据权利要求6所述的故障排除方法，其特征在于，当提高所述真空泵装置的抽吸力失败后，所述故障排除方法还包括对所述真空泵装置的故障排查。

8.根据权利要求6所述的故障排除方法，其特征在于，所述的真空泵装置为水环式真空泵装置，其包括汽水分离器；所述的提高所述真空泵装置的抽吸力的步骤包括提高所述汽水分离器的水位。

9.一种核电站冷凝器系统的故障排除装置，用于辅助排除冷凝器中冷凝水的氧含量异常上升的故障，其特征在于，该故障排除装置包括处理装置以及与所述处理装置相连接的氧表、温度计、压力计以及指示装置；所述氧表用于检测所述冷凝水中的氧含量，所述温度计用于检测所述冷凝器中蒸汽的温度，所述压力计用于检测所述冷凝器中蒸汽的压力；所述处理装置用于判断所述氧含量是否超标，在所述氧含量超标的情况下判断所述温度与所述压力是否对应，并在所述温度与所述压力对应时发出表示所述冷凝器无异常泄露的指示信息，在所述温度与所述压力不对应时发出表示所述冷凝器存在异常泄漏的指示信息；所述指示装置用于将所述处理装置发出的指示信息指示出来。

10.根据权利要求9所述的故障排除装置，其特征在于，还包括输入装置，用于供使用者输入确认信息给所述处理装置。

11.根据权利要求9或10所述的故障排除装置，其特征在于，所述处理装置用于在所述氧含量超标时给所述指示装置发出报警信号，并由所述指示装置指示出来。

12.一种核电站冷凝器系统，其特征在于，包括权利要求9至11任一项所述的故障排除装置。