儀用壓空系統(tǒng)優(yōu)化

梁振升

（中核核電運(yùn)行管理有限公司運(yùn)行五處 浙江嘉興 314300）

1 儀用壓空系統(tǒng)簡介

1.1 系統(tǒng)流程描述

兩臺100%容量的儀用壓空機(jī)從TB027 房間內(nèi)吸入空氣，經(jīng)壓縮后暫存入兩臺儀用壓空緩沖罐，經(jīng)兩臺100%容量干燥器及其前置和后置過濾器對壓縮空氣進(jìn)行凈化和干燥后，干燥清潔的儀用壓空存入一臺儀用壓縮空氣儲存罐，系統(tǒng)壓力維持在840～900kPa。最后分配到各個(gè)主分配集管，再通過與這些集管相連的儀用壓空氣站將儀用壓空分配到各個(gè)用戶［1-3］。

PLIA系統(tǒng)由一臺壓縮機(jī)（7512-CP103）、一臺貯氣罐（7512-TK4）、一臺熱交換器（7512-HX600）、一臺冷凝水疏水罐（7512-TK11）、兩臺干燥器（7512-DR3/DR4）、一臺冷凝水疏水泵（7512-P101）和相應(yīng)的儀表控制、管道和閥門組成。除兩臺干燥器位于R/B101房間以外，其他設(shè)備均位于S/B-006房間。

1.2 系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)

（1）儀表壓空系統(tǒng)參數(shù)，如表1所示。

表1 儀表壓空系統(tǒng)參數(shù)表

（2）儀表壓空壓縮機(jī)參數(shù)，如表2所示。

表2 儀表壓空壓縮機(jī)參數(shù)表

1.3 系統(tǒng)控制簡介

1.3.1 壓縮機(jī)（7512-CP4001/CP4002）起/停和加載/卸載

一臺壓縮機(jī)先導(dǎo)（Lead），另一臺壓縮機(jī)滯后（Lag）模式運(yùn)行，由位于壓縮機(jī)控制盤臺（67512-PL4075）上的遠(yuǎn)程控制器（ES8）通過基于時(shí)間的順序轉(zhuǎn)換器來控制。

儀表壓空系統(tǒng)母管壓力下降到840kPa時(shí)，處于先導(dǎo)（Lead）的壓縮機(jī)自動加載；母管壓力達(dá)到900kPa時(shí)，自動卸載；母管壓力低于900kPa并持續(xù)5min，滯后（Lag）的壓縮機(jī)起動加載；母管壓力達(dá)到900kPa時(shí)，自動卸載。根據(jù)儀表壓空母管壓力和壓縮機(jī)起停次數(shù)，在壓縮機(jī)連續(xù)空載運(yùn)行一定時(shí)間后，自動停運(yùn)。

1.3.2 儀表壓空備用氣源邏輯

一號機(jī)組或二號機(jī)組儀表壓空母管壓力（67512-PS4313）低于780kPa，廠用壓空向一號機(jī)組或二號機(jī)組儀表壓空供氣電磁閥自動打開，服務(wù)壓空向儀表壓空供氣［4］。在儀表壓空母管壓力高于780kPa 后，通過將儀表壓空備用氣源邏輯控制手柄置于“RESET”復(fù)位儀表壓空備用氣源邏輯，廠用壓空向一號機(jī)組、二號機(jī)組儀表壓空供氣電磁閥關(guān)閉。

2 現(xiàn)壓空系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方案

2.1 背景介紹

儀表壓空泄漏：一號機(jī)組曾發(fā)生由于管道振動引起法蘭螺栓松動及法蘭橡膠墊片老化開裂，儀表壓空備用氣源管線與壓縮機(jī)出口母管的連接法蘭大量漏氣，主控出現(xiàn)“儀表壓空低壓力”的窗口報(bào)警和CRT 報(bào)警，廠用壓空向儀表壓空供氣電磁閥打開，儀表壓空壓力降至600kPa。現(xiàn)場操作員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并隔離漏點(diǎn)后，儀表壓空壓力逐漸回升至900kPa［5］。一號機(jī)組在2017年7月5日的滿功率運(yùn)行過程中，儀用壓空系統(tǒng)偶回路電磁閥7512-SV4112異常關(guān)閉，由于SV4112給7512-PV208/209供氣，導(dǎo)致7512-PV208/209失氣關(guān)閉時(shí)RB內(nèi)儀用壓空罐壓力將下降，當(dāng)達(dá)到650kPa時(shí)，則需執(zhí)行EOP010事故規(guī)程，停堆，停機(jī)。本文以SB廠房儀用壓空重要奇母管電磁閥關(guān)閉時(shí)的影響及對策進(jìn)行了分析，并對儀用壓空系統(tǒng)可以優(yōu)化的地方進(jìn)行了分析。

2.2 問題介紹

儀用壓空系統(tǒng)管道破口，母管壓力下降，壓力降至690kPa 以下，氣動閥將不能正常動作。需立即進(jìn)行查漏，隔離破口，使母管壓力恢復(fù)正常。必要時(shí)，可通過儀用壓空供氣支管備用接口，由廠用壓空供氣。在主控室觸發(fā)窗口報(bào)警WN14-2“INSTRUMENT/BREATHING AIR PRESSURE LOW”和CRT報(bào)警“Instrument Air Pressure Low at header CI1082”；如果壓力進(jìn)一步降到650kPa，則準(zhǔn)備執(zhí)行失去儀表壓空應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程。

2.3 問題分析

1號機(jī)組儀表壓空8條分配母管和2號機(jī)組7條分配母管上各自有一個(gè)電磁隔離閥。當(dāng)電磁閥上下游出現(xiàn)高壓差時(shí)，則電磁閥將自動關(guān)閉，隔離掉相應(yīng)母管。

下面，以當(dāng)誤關(guān)S/B 奇列供氣電磁閥（7512-SV4111）時(shí)對下游重要負(fù)荷的影響進(jìn)行分析。

（1）儀表壓空系統(tǒng)：LOCA 事故后安全殼隔離，反應(yīng)堆廠房內(nèi)的儀表壓空用戶使用壓空將引起反應(yīng)堆廠房壓力上升，LOCA 后儀表壓空系統(tǒng)不能向反應(yīng)堆廠房內(nèi)的儀表壓空用戶供氣。

（2）廠用壓空系統(tǒng)：由于安全殼隔離閥67314-PV49 失效關(guān)閉，服務(wù)壓空無法送到反應(yīng)堆廠房，機(jī)組反應(yīng)堆廠房服務(wù)壓空不可用。

（3）冷凍水系統(tǒng)：67194-PV7588 PLOC空壓機(jī)冷卻器冷凍水出口氣動閥失效開，不影響PLOC 空壓機(jī)的使用。

（4）熱傳輸氘化去氘系統(tǒng)：儀用壓空的失去引起此系統(tǒng)所有氣動閥的關(guān)閉，對于系統(tǒng)及設(shè)備來說，沒有什么影響，但如果此時(shí)正處于氘化或除氘過程中，則會由于閥門的關(guān)閉引起氘化或去氘的中斷，使得氘化或去氘箱的輕重水由于分子擴(kuò)散而混合。

（5）慢化劑凈化系統(tǒng)：熱交換器溫度控制閥63221-TCV27 失效開，慢化劑凈化系統(tǒng)安全殼隔離閥67314-PV71、PV73失效關(guān)閉，導(dǎo)致整個(gè)凈化系統(tǒng)隔離。

（6）應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)：3432-PV82高壓注射氣體隔離閥開啟/PV84 高壓注射氣體排放關(guān)閉高壓水箱3432-TK1、TK3壓力升高至4MPa左右。

（7）再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：7134-PV7567 1＃ECC 熱交換器RCW側(cè)的出口氣動閥失氣開，不影響1#ECC熱交換器的使用；7134-PV7569ECC 熱交換器RCW 側(cè)的出口氣動閥失氣關(guān)，ECC 兩個(gè)熱交換器只有一路7134-PV7570可用，冗余度下降。

（8）重水供應(yīng)系統(tǒng)：安全殼隔離閥7314-PV21失效關(guān)閉，無法通過重水供給系統(tǒng)向重水儲存箱補(bǔ)水。

（9）應(yīng)急水供應(yīng)系統(tǒng)：3461-PV141 和3461-PV41失氣打開（備用儲氣罐可保持氣動隔離閥處于正常關(guān)閉狀態(tài)至少2h），隨著備用儲氣罐壓力的下降，將不能在副控室操作氣動隔離閥3461-PV41/PV141。

（10）消防水系統(tǒng)：7141-PV41將會自動關(guān)閉，如果需要，運(yùn)行人員可到就地手動操作此閥門。

（11）反應(yīng)堆廠房通風(fēng)系統(tǒng)：安全殼隔離閥7314-PV14、PV15失效關(guān)閉，反應(yīng)堆廠房通風(fēng)進(jìn)出口隔離，失去反應(yīng)堆廠房通風(fēng)，此時(shí)，需要手動停運(yùn)通風(fēng)系統(tǒng)。

（12）重水蒸汽回收系統(tǒng)：所有干燥器的氣動風(fēng)閥3831-PVs會保持失氣前的狀態(tài)，其失氣前的狀態(tài)取決于干燥器當(dāng)時(shí)的運(yùn)行模式。

（13）主控室空調(diào)系統(tǒng)：67345-SV-7171/7171A 關(guān)閉，S-315 將失去送風(fēng)。67345-SV-7219 關(guān)閉，67345-SV-7176#1和67345-SV-7177#1的失氣狀態(tài)為維持開的狀態(tài)。

（14）端屏蔽冷卻系統(tǒng)：3411-PV105 和3411-PV39失效開，正常狀態(tài)液位全開狀態(tài)，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。

2.4 處理思路和方法

（1）將對應(yīng)出口母管各支路的電磁閥加裝旁路閥，當(dāng)電磁閥誤關(guān)而下游沒有泄露時(shí)，通過打開旁路閥為相應(yīng)支路供氣。判斷電磁閥誤關(guān)的方法為：沒有出現(xiàn)CI1094 壓空機(jī)雙機(jī)帶載的報(bào)警，沒有出現(xiàn)WN14-2 儀用壓空或呼吸壓空壓力低報(bào)警，檢查PL14 上67512-PI4341 和AI1200 的趨勢正常，出現(xiàn)CI1080 報(bào)警，則可以說明沒有壓空的大泄漏；另外，還可以復(fù)位電磁閥，可以通過斷開67512-PL4079 盤臺內(nèi)7512-SV4111 熔絲的方法來打開7512-SV4111。如果SV4111 下游管線壓空泄漏，儀用壓空母管壓力AI1200下降的趨勢會很快，并且儀用壓空雙機(jī)帶載頻率也會更高，當(dāng)SV4111 前后壓差大于80kPa 持續(xù)5s 動作關(guān)閉，說明7512-SV4111 下游有壓空大泄漏，7512-SV4111 關(guān)閉為正常的動作，此時(shí)則不能打開旁路閥［6］。

（2）編制經(jīng)驗(yàn)反饋，以便運(yùn)行人員了解相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)。

（3）將相應(yīng)各支路的短接管連接，避免在緊急情況需要連接時(shí)連接不上，尤其是中班或者夜班，其上游手動閥正常為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)有需求時(shí)，可將手動閥打開，為相應(yīng)支路供氣，同時(shí)，人員應(yīng)對該隔離閥的位置清楚，提高對異常的響應(yīng)速度。

（4）對于系統(tǒng)重要的氣動閥，增加相應(yīng)氣動閥的備用氣源，如7512-PV208、209 供氣僅有S/B 偶系列這一路供氣，異常關(guān)閉，或者失去偶列供氣將導(dǎo)致RB 失去壓空供應(yīng)。

（5）評估壓空系統(tǒng)重要設(shè)備的可靠性，如壓空機(jī)、S/B和T/B的重要奇偶電磁閥等，在大修時(shí)更換更可靠的設(shè)備。

（6）LOCA 后儀表壓空系統(tǒng)氣動隔離閥7512-PV216～PV221的3個(gè)支路中，每一個(gè)支路的兩個(gè)電磁閥分別由S/B 奇路和偶路壓空分別供氣，且沒有備用氣源，當(dāng)失去S/B 奇或偶任意一路，就導(dǎo)致LOCA 后儀表壓空系統(tǒng)不可用，建議將PV216～PV221 每個(gè)電磁閥增加備用氣源，保證LOCA后儀表壓空系統(tǒng)可靠性。

3 結(jié)語

儀用壓空系統(tǒng)作為電廠的安全相關(guān)的系統(tǒng)，它的運(yùn)行是否可靠將直接影響電廠的安全與穩(wěn)定，該系統(tǒng)的參數(shù)在任何時(shí)候都必須給予足夠的重視。該系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，如果對缺陷定位不準(zhǔn)確，可能將故障進(jìn)一步惡化，故定位時(shí)往往困難重重，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本文對S/B奇系列電磁閥誤關(guān)的影響做了分析，且對壓空系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，并且為壓空電磁閥誤關(guān)給予參考的判斷方法。