CN113090552A - 核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法 - Google Patents

核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，包括预设步骤，预设第一干预值、第二干预值和第三干预值；数据收集步骤，接收当前泄漏量；第一对比步骤，判断当前泄漏量是否超过第一干预值，若是，则发出跟踪提醒信号，并继续执行；若否，返回数据收集步骤；第二对比步骤，判断当前泄漏量是否超过第二干预值，若是，执行干预步骤；干预步骤包括切换滤网、注入冷水、增大总注入量、切换上充泵至少一种操作；第三对比步骤，判断是否超过第三干预值，若是，则发出停运信号；若否，返回第二对比步骤。本发明的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法中，通过设置三个干预值来将当前泄漏量分区段监控，实现了在可控范围内进行干预，保证主泵正常运行。

Description

核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法
技术领域
本发明涉及核电站一回路主泵技术领域，尤其涉及一种核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法。
背景技术
国内某核电厂反应堆主泵为100型主泵，100型主泵是FDJV(东方法马通)公司生产的立式单级离心泵，带有可控泄漏轴封装置。正常运行时，主泵在15.5MPa绝对压力和292℃温度下工作，为防止高温、高压、带放射性的冷却剂泄漏，设置了特殊的轴封装置。轴封装置采用三道轴封，是可控泄漏，能保证带放射性的冷却剂不泄漏到安全壳内。
主泵一号轴封是主轴封，位于泵轴承上面，结构如图1(a)所示。它是一种流体静力平衡式、依靠液膜悬浮的受控泄漏轴封，其主要部件是一个随轴一起转动的动环和一个与密封外罩固定的静环(可上下移动)。动环和静环的不锈钢圈上喷涂氮化铬覆面，这样的密封覆面很耐腐蚀，而且它的膨胀系数和不锈钢圈基本相同。在运转中两个环的表面不接触，由一层液膜隔开，否则就会磨损，从而发生过量泄漏。
在正常运行中，温度为55℃的轴封注入水以高于RCP(反应堆主冷却剂系统)系统的绝对压力(约15.8MPa)进入泵中，流量约为1.8m3/h，在1号轴封产生15.5MPa的压降。此注入水中大约1.1m3/h经过泵轴和热屏向下流动，并进入RCP系统中，这就防止一回路冷却剂进入泵轴和轴封区。其余0.7m3/h的注入水通过1号轴封，被2号轴封阻挡，一小部分流过2号轴封，其余流入1号轴封泄漏管线，与RCP过剩下泄管线汇合后回到RCV(化学和容积控制系统)上充泵入口处。
1号轴封是“受控泄漏”轴封，因为通过该轴封的泄漏量已被预先确定并受到控制。控制的方法是保证静环和动环之间的间隙始终为一定值(约0.1mm)，这是通过作用在静环上的流体压力平衡来实现的。作用在静环上的力可分成“闭合力”(这个力趋向于使间隙闭合)和张开力(这个力趋向于使间隙张开)，如图1(b)所示。一个正比于静环两边压差的恒定闭合力A2施加在环的上表面上，这个力在图中的力平衡曲线上被表示为矩形。静环底部所受的压力产生一个张开力A1，如果底面是平行的，这个力在力的平衡图上将由一个三角形代表，然而静环朝着高压侧有一个渐张段，这就使转折点处的压力更高，因而在力平衡图上张开力是一个近似梯形。顶部和底部的面积产生了一个不大的张开力，这个力将静环上抬离开动环，并在静环和动环之间保持一个间隙。
如果忽略环的重量，假定当A1＝A2时，静环和动环间温度的保持着适当的间隙。如果间隙趋于闭合(轴向上移动或静环向下移动)，平行段降低的百分数大于渐开段减小的百分数，因此平行段中的流动阻力增加得更快，使转折点处的压力提高。这样就改变了力平衡，使张开力稍有增加(即A1>A2)，于是静环就向上移动，直至张开力等于闭合力，恢复涉及所要求的间隙。同样，如果轴向下移动或静环向上移动使间隙张开，张开力将减小(A1＜A2)，最终间隙将恢复到正常值。
主泵正常运行中需密切监测一号轴封泄漏量。当一号轴封泄漏量大于1.2m3/h时，会触发“一号轴封泄漏流量高”报警；当一号轴封泄漏量高高(>1.4m3/h)，并且一回路压力大于13.9MPa时，会触发自动停泵。
目前国内外核电站100型主泵一号轴封一般运行9年后，进行更换。随着运行年限的增长，特别是到一个燃料循环寿期末，因为一些杂质附着在一号密封动静环表面，导致一号轴封泄漏量逐渐增大。如果泄漏量超过1.2m3/h则会触发报警，进一步增大到超过1.4m3/h则会导致停泵跳堆。如何保障一号轴封泄漏量在可控范围内，保证主泵正常运行，是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对以上缺陷，提供一种改进的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，包括
预设步骤，预设第一干预值、第二干预值和第三干预值，其中，第一干预值＜第二干预值＜第三干预值；
数据收集步骤，接收当前泄漏量；
第一对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第一干预值，若是，则发出跟踪提醒信号，并继续执行第二对比步骤；若否，则返回所述数据收集步骤；
第二对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第二干预值，若是，则执行干预步骤；若否，则返回所述第一对比步骤；其中，所述干预步骤包括切换滤网、注入冷水、增大总注入量、切换上充泵的至少一种操作；
第三对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第三干预值，若是，则发出停运信号；若否，则返回所述第二对比步骤。
优选地，所述干预步骤包括切换滤网步骤：
将切换为备用滤网；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则继续执行；
将所述备用滤网切换为运行滤网；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
优选地，所述干预步骤还包括降温步骤：
打开冷水阀门，至容控箱温度降低一预设温度差后并保持稳定；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
优选地，所述预设温度差为5～7℃。
优选地，所述干预步骤还包括流量控制步骤：
增大一号轴封注水量、二号轴封注水量、三号轴封注水量的总轴封注入流量至一流量阈值，所述总轴封注入流量＝一号轴封注水量+二号轴封注水量+三号轴封注水量；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
优选地，所述流量阈值为2.2m3/h。
优选地，所述干预步骤还包括上充泵控制步骤：
启动备用上充泵，保持运行上充泵和所述备用上充泵同时运行一预设时间，然后停运所述运行上充泵或所述备用上充泵；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
优选地，所述预设时间为3min。
优选地，所述第一干预值为800L/h，所述第二干预值为850L/h，所述第三干预值为900L/h。
优选地，所述数据收集步骤中，实时接收所述当前泄漏量。
实施本发明的有益效果是：本发明的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法中，通过设置三个干预值来将当前泄漏量分区段监控，并根据不同区段来执行不同操作：发出跟踪提醒信号、执行干预步骤、发出停运信号，实现了在可控范围内进行干预，保证主泵正常运行。
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(a)是现有技术中一号轴封结构示意图；
图1(b)是现有技术中一号轴封力平衡示意图；
图2是本发明一些实施例中核电站主泵一号轴封管线的原理示意图；
图3是本发明一些实施例中核电站主泵一号轴封管线的示意图；
图4是本发明一些实施例中核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法的流程图；
图5是本发明一些实施例中切换滤网步骤的流程图；
图6是本发明一些实施例中降温步骤的流程图；
图7是本发明一些实施例中流量控制步骤的流程图；
图8是本发明一些实施例中上充泵控制步骤的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图4示出了本发明一些实施例中的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，用于设置三个干预值来将当前泄漏量分区段监控，并根据不同区段来执行不同操作：发出跟踪提醒信号、执行干预步骤、发出停运信号，实现了在可控范围内进行干预，保证主泵正常运行。
本发明实施例中的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法包括预设步骤、数据收集步骤、第一对比步骤、第二对比步骤、第三对比步骤。预设步骤用于预设第一干预值、第二干预值和第三干预值；数据收集步骤用于接收当前泄漏量；第一对比步骤、第二对比步骤、第三对比步骤分别用于比较当前泄漏量与第一干预值、第二干预值和第三干预值的大小，并选择性地发出跟踪提醒信号、执行干预步骤、发出停运信号。
其中，预设步骤中预设第一干预值、第二干预值和第三干预值，其中，第一干预值＜第二干预值＜第三干预值。可以理解地，第一干预值、第二干预值和第三干预值可以依据需求设置。优选地，第一干预值为800L/h，第二干预值为850L/h，第三干预值为900L/h。
数据收集步骤用于接收当前泄漏量。优选地，数据收集步骤中，实时接收当前泄漏量。
第一对比步骤中，判断当前泄漏量是否超过第一干预值，若是，则发出跟踪提醒信号，并继续执行第二对比步骤；若否，则返回数据收集步骤。
第二对比步骤中，判断当前泄漏量是否超过第二干预值，若是，则执行干预步骤；若否，则返回第一对比步骤。
作为选择，干预步骤包括切换滤网、注入冷水、增大总注入量、切换上充泵的至少一种操作。如图2示出了一些实施例中核电站主泵一号轴封管线的原理示意图，通过切换滤网、注入冷水、增大总注入量、切换上充泵等操作对一号轴封30进行干预。可以理解地，切换滤网步骤、降温步骤、流量控制步骤、上充泵控制步骤可以任选一种或几种组合进行操作。优选地，切换滤网步骤、降温步骤、流量控制步骤、上充泵控制步骤依次序全部操作。
在一些实施例中，结合图2、4、5所示，干预步骤包括切换滤网步骤。切换滤网步骤包括：
将运行滤网21切换为备用滤网22；
判断当前泄漏量是否降低，若是，则返回第二对比步骤；若否，则继续执行；
将备用滤网22切换为运行滤网21；
判断当前泄漏量是否降低，若是，则返回第二对比步骤；若否，则执行第三对比步骤。
在一些实施例中，结合图2、4、6所示，干预步骤还包括降温步骤：
打开冷水阀门41，至容控箱42温度降低一预设温度差后并保持稳定；优选地，预设温度差为5～7℃。
判断当前泄漏量是否降低，若是，则返回第二对比步骤；若否，则执行第三对比步骤。
在一些实施例中，结合图2、4、7所示，干预步骤还可以包括流量控制步骤：
增大一号轴封注水量、二号轴封注水量、三号轴封注水量的总轴封注入流量至一流量阈值，总轴封注入流量＝一号轴封注水量+二号轴封注水量+三号轴封注水量。可以理解地，一号轴封注水量、二号轴封注水量、三号轴封注水量分别通过一号轴封注水口11、二号轴封注水口12、三号轴封注水口13注入。优选地，流量阈值为2.2m3/h。
判断当前泄漏量是否降低，若是，则返回第二对比步骤；若否，则执行第三对比步骤。
在一些实施例中，结合图2、4、8所示，干预步骤还可以包括上充泵控制步骤：
启动备用上充泵52，保持运行上充泵51和备用上充泵52同时运行一预设时间，然后停运运行上充泵51或备用上充泵52。优选地，预设时间为3min。
判断当前泄漏量是否降低，若是，则返回第二对比步骤；若否，则执行第三对比步骤。
第三对比步骤，判断当前泄漏量是否超过第三干预值，若是，则发出停运信号；若否，则返回第二对比步骤。
以下结合图1-4对本发明一些具体实施例中核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法的步骤进行详细说明。该实施例中核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法包括以下处理步骤：
S1、预设一号轴封泄漏量的干预值1，所述干预值1为800L/h；
S2、预设一号轴封泄漏量的干预值2，所述干预值2为850L/h；
S3、预设一号轴封泄漏量的干预值3，所述干预值3为900L/h；
S4、收集当前泄漏量；
S5、分析判断，将实际泄漏量与干预值作对比，当实际泄漏量大于第一干预值时，发出跟踪提醒信号，通知专业人员跟踪评价；
S6、进一步的，在步骤S5中，当实际泄漏量大于第二干预值时，主泵专业人员保驾，并按下面顺序进行干预操作(注意：如执行某一项措施有效果则停止执行后续措施)：
S7、切换轴封注入水过滤器滤网RCV003/004FI，由运行滤网21切换为备用滤网22，观察主泵一号密封泄漏量变化情况；
S8、若第一次切换滤网后一号轴封泄漏量未出现下降且仍有上涨趋势，则执行操作S10，否则执行操作S9；
S9、执行第二次切换滤网操作，即将备用滤网22切换为运行滤网21，观察一号轴封泄漏量趋势变化；若一号轴封泄漏量未下降且泄漏量超过第二干预值，则继续执行以下操作；
S10、通过手动迅速开大冷水阀门41、即阀门RRI155VN的开度，使容控箱42温度迅速降低5～7℃后并保持稳定，观察主泵一号密封泄漏量变化；
S11、逐步增大三台主泵的轴封注入流量至2.2m3/h，即增大一号轴封注水口11、二号轴封注水口12、三号轴封注水口13的注入流量，观察主泵一号轴封泄漏量变化；
S12、再启动一台上充泵(RCV001PO)，即备用上充泵52，保持两台上充泵即运行上充泵51和备用上充泵52同时运行约3分钟，然后停运一台上充泵，观察主泵一号密封泄漏量变化。
S13、采用以上方法干预后，如果主泵一号轴封泄漏量仍大于1.4m3/h，或依然大于第三干预值，则停运主泵，检查更换主泵一号轴封。
本发明实施例中提供出核电站轴封泄漏量偏高的处理方法，通过预设一号轴封泄漏量的干预值，并根据监测的一号轴封实际泄漏量与干预值进行对比，用于一号轴封泄漏量偏高的处理提供了有效的干预处理方法，相对于现有技术中根据认为经验处理相比，节约了过多人力的投入和过度维修主泵轴封而增加的维修成本，并提高了核电站主泵安全运行的风险控制能力。
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 (10)

1.一种核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，包括
预设步骤，预设第一干预值、第二干预值和第三干预值，其中，第一干预值＜第二干预值＜第三干预值；
数据收集步骤，接收当前泄漏量；
第一对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第一干预值，若是，则发出跟踪提醒信号，并继续执行第二对比步骤；若否，则返回所述数据收集步骤；
第二对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第二干预值，若是，则执行干预步骤；若否，则返回所述第一对比步骤；其中，所述干预步骤包括切换滤网、注入冷水、增大总注入量、切换上充泵的至少一种操作；
第三对比步骤，判断所述当前泄漏量是否超过所述第三干预值，若是，则发出停运信号；若否，则返回所述第二对比步骤。
2.根据权利要求1所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述干预步骤包括切换滤网步骤：
将运行滤网(21)切换为备用滤网(22)；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则继续执行；
将所述备用滤网(22)切换为运行滤网(21)；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
3.根据权利要求1所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述干预步骤还包括降温步骤：
打开冷水阀门(41)，至容控箱(42)温度降低一预设温度差后并保持稳定；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
4.根据权利要求3所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述预设温度差为5～7℃。
5.根据权利要求1所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述干预步骤还包括流量控制步骤：
增大一号轴封注水量、二号轴封注水量、三号轴封注水量的总轴封注入流量至一流量阈值，所述总轴封注入流量＝一号轴封注水量+二号轴封注水量+三号轴封注水量；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
6.根据权利要求5所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，其特征在于，所述流量阈值为2.2m3/h。
7.根据权利要求1所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述干预步骤还包括上充泵控制步骤：
启动备用上充泵(52)，保持运行上充泵(51)和所述备用上充泵(52)同时运行一预设时间，然后停运所述运行上充泵(51)或所述备用上充泵(52)；
判断所述当前泄漏量是否降低，若是，则返回所述第二对比步骤；若否，则执行所述第三对比步骤。
8.根据权利要求7所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述预设时间为3min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述第一干预值为800L/h，所述第二干预值为850L/h，所述第三干预值为900L/h。
10.根据权利要求1-8任一项所述的核电站主泵一号轴封泄漏量干预方法，其特征在于，所述数据收集步骤中，实时接收所述当前泄漏量。
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