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防凍液位計的漏液監(jiān)測系統(tǒng)問題分析與技術(shù)改進方案
〔摘要〕描述了某核電廠防凍液位計漏液監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析了單一的外部漏液監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足，提出了采用防凍液位計內(nèi)外部漏液分別獨立監(jiān)測的技術(shù)改進方案。該方案在核電廠的成功應用保證了勵磁機的安全穩(wěn)定運行，提高了核電機組的可用率。
引言
大型核電機組的勵磁機一般采用循環(huán)空氣冷卻，冷卻空氣在冷卻器和勵磁機之間進行強迫循環(huán)，在經(jīng)過勵磁機和冷卻器時發(fā)生熱交換，將勵磁機正常運行過程中產(chǎn)生的熱量*終傳遞給冷卻器內(nèi)部銅管里的冷卻水。
在機組運行過程中，若防凍液位計內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏，漏液會隨著冷卻空氣一起進入勵磁機內(nèi)部，造成勵磁機內(nèi)的電氣元件短路。當防凍液位計外部管道發(fā)生泄漏時，會造成冷卻器的冷卻能力下降。
因此，對防凍液位計內(nèi)外部管道的泄漏情況進行實時監(jiān)測，是保障核電機組的安全穩(wěn)定運行的重要前提。
1 系統(tǒng)介紹
某核電廠的勵磁機采用ALSTOM生產(chǎn)的TKJ167-45 型無刷勵磁機，該型號的勵磁機采用循環(huán)空氣冷卻，兩臺空氣冷卻器并排安裝在勵磁機的正上方，冷卻空氣在冷卻器、風管以及勵磁機外罩連接形成的閉合風路中進行強迫循環(huán)，具體情況如圖 1 所示。
兩臺空氣冷卻器配套的漏液監(jiān)測裝置實時監(jiān)測冷卻器外部管道泄漏情況，當外部管道泄漏時，漏液通過收集管引入一臺磁翻板式液位計，液位計中收集的漏液液位超過 200 mm 時觸發(fā)報警信號；若運行、維修人員未及時采取干預措施消除故障，液位超過 800 mm 時，將觸發(fā)跳機信號。這種方式存在不合理之處，需要改進。
2 漏液監(jiān)測系統(tǒng)問題分析
2.1 缺少內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測裝置
實際運行經(jīng)驗表明，防凍液位計內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏的概率較低，但一旦發(fā)生泄漏，漏液會隨著冷卻空氣沿閉合風路進入勵磁機內(nèi)部，造成勵磁機短路損壞的嚴重后果。為了保證機組安全，應有冷卻器內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測裝置，然而現(xiàn)場沒有配置此類裝置。
2.2 外部管道漏液監(jiān)測裝置的問題
防凍液位計外部管道的接頭或法蘭處經(jīng)常由于維修質(zhì)量或密封圈老化破損等原因而發(fā)生泄漏。當外部管道泄漏時，若無法進行有效監(jiān)測并采取必要的干預措施，將導致泄漏持續(xù)，進而造成冷卻器的冷卻能力下降，泄漏嚴重時還可能導致勵磁機過熱，影響發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。
運行經(jīng)驗表明，若冷卻器外部管道發(fā)生泄漏，通過運行和維修人員在線干預即可修復故障。然而現(xiàn)場配置的外部管道漏液監(jiān)測裝置在漏液液位超過800 mm 時，就會觸發(fā)跳機。在此過程中，存在防凍液位計外部管道泄漏導致機組跳機的風險。
3 技術(shù)改進方案
針對該核電廠所采用的 TKJ167-45 型無刷防凍液位計外部管道監(jiān)測裝置存在問題及對內(nèi)部管道泄漏無法監(jiān)測的問題，對防凍液位計的漏液監(jiān)測系統(tǒng)進行技術(shù)改進。改進后的系統(tǒng)包括內(nèi)部漏液監(jiān)測和外部漏液監(jiān)測兩部分，二者相互獨立。當監(jiān)測到冷卻器內(nèi)部管道泄漏時，能夠及時觸發(fā)報警和跳機信號，避免勵磁機燒毀；當監(jiān)測到冷卻器外部管道泄漏時，僅觸發(fā)報警信號，提醒運行和維修人員及時處理故障，從而保證發(fā)電機組的正常運行。
3.1 內(nèi)部漏液監(jiān)測改進方案
在冷卻器底部兩側(cè)各安裝一塊擋板，形成一個內(nèi)部漏液收集池。在內(nèi)部漏液收集池底部開孔，并在小孔的下方安裝 U 型槽，U 型槽的一端封堵，另一端與漏液收集管相連，通過漏液收集管將冷卻器內(nèi)部漏液送入內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置，如圖 2 所示。
內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置包括 1 臺磁翻板式液位計及配套的 4 個液位開關。當液位計中收集的漏液液位超過 200 mm 時，液位開關①會觸發(fā)漏液高一段報警信號。當磁翻板式液位計中收集的漏液液位超過800 mm 時，液位開關②、③、④根據(jù)“三取二”邏輯運算結(jié)果發(fā)出漏液高二段報警和跳機信號。
3.2 外部漏液監(jiān)測改進方案
在勵磁機外部管道的接水盤上開兩個小孔，并通過外部漏液收集管將接水盤上收集的冷卻器外部漏液送入外部漏液監(jiān)測裝置，如圖 3 所示。外部漏液監(jiān)測裝置包括 1 臺磁翻板式液位計及配套的 1 個液位開關。當液位計中收集的漏液液位超過200 mm 時，液位開關⑤會觸發(fā)報警信號。
4 總結(jié)
改進后的防凍液位計漏液監(jiān)測功能通過相互獨立的內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置和外部漏液監(jiān)測裝置來實現(xiàn)。當防凍液位計的內(nèi)部管道泄漏時，內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置將觸發(fā)報警或跳機信號；當防凍液位計的外部管道泄漏時，外部漏液監(jiān)測裝置僅觸發(fā)報警信號，提醒運行和維修人員及時采取干預措施。防凍液位計內(nèi)外部漏液分別獨立監(jiān)測方案在核電廠的成功應用，保證了勵磁機的安全運行，提高了核電機組的可用率。這項改造也為相關電廠的設備改造提供參考。
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