650MW核电机组高低加疏水问题浅析及运行对策

李凤山 张红乐 张鸿剑 蔡戌广

摘 要：该论文对秦山二期650MW核电机组的高低压加热器管线设计进行了简要介绍，提出了该核电机组在实际运行当中高低压加热器所存在的几个疏水问题，通过对机组汽轮机设计参数、实际运行参数及现场设备管线的实际布置等方面进行了对比，讨论分析了造成高低压加热器疏水问题的可能原因，并根据原因分析结果对这些存在的疏水问题讨论了所能采取的运行对策，部分对策已在实际机组上进行有效验证，相应疏水问题得以解决，其他对策也确保了机组稳定运行。

关键词：疏水 压差 运行对策

中图分类号：TK269 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0067-01

秦山二期核电厂汽轮机是一台单轴、四缸六排汽带汽水分离再热器的反动凝汽式汽轮机。该汽轮机设置了7级抽汽，高压缸有3级抽汽，高压缸排汽一部分进入汽水分离再热器，一部分作为第三级抽汽进入5#高加；每个低压缸有3级抽汽，其中第二级、第三级抽汽都进入了2#、1#低加。高低加疏水都是采用逐级自流方式，5#高加接收6#高加正常疏水和汽水分离再热器的壳侧疏水然后排入除氧器。1、2#低加为三列并联连接的复合式结构，他们接收汽机低压缸的6级叶片后和5级叶片后抽汽及上级加热器的疏水后逐级回流方式返回凝汽器。在秦二厂1/2#机组运行期间，汽机疏水方面已出现很多问题，疏水状况的好坏直接影响到机组的经济性，严重者将直接影响机组的安全稳定运行。

1 汽机疏水存在的问题

秦二厂核电机组运行期间出现的疏水问题主要由以下几个方面。

1.1 问题一

按照设计汽水分离再热器壳侧疏水通过重力疏水至自身的疏水箱后，再通过水位调节控制向5#高加疏水以加热给水。在实际运行过程中，汽水分离再热器壳侧疏水箱的正常疏水阀在开启后并无法维持疏水箱液位稳定，通过实践在将疏水箱排至凝汽器的紧急疏水阀打开至一定开度后，方可使正常疏水阀动作来控制汽水分离再热器壳侧疏水箱液位稳定。

1.2 问题二

每次汽机启动后都需要较长时间低负荷运行，在此期间低加基本上无法正常投入运行，投运后液位控制发散并逐渐升高至高液位，导致低加解列。

2 原因分析

2.1 汽水分离器疏水箱疏水不畅原因分析

汽轮机高压缸排出的蒸汽分成两部分，一部分蒸汽通过抽汽管道进入5#高加，另一部分蒸汽进入汽水分离器进行再热后进入低压缸做功。蒸汽进入汽水分离器壳体后经过汽水分离再热器的流量分配板和分离器波纹板元件，分离出水分后再经过再热段变成过热蒸汽从蒸汽出口管排出。而由波纹板作用分离出来的水通过汽水分离器壳体疏水接口排入布置于汽水分离再热器下方的水位受控的壳体疏水箱。

对于汽水分离器水箱在正常疏水阀控制下无法维持稳定，仅能通过紧急疏水阀保持一定开度来维持，说明正常疏水管路疏水不畅。

查询设计说明书，高压缸排汽压力为1.083 MPa，5#高加抽汽进汽压力为1.029MPa，汽水分离器排汽压力0.998MPa，汽水分离器疏水压力1.04MPa。

从设计角度，汽水分离器疏水箱压力1.04MPa比进入5#高加的抽汽压力1.029MPa高约10KPa左右，在此10KPa作用下汽水分离器疏水箱靠重力疏水至5#高加。疏水箱下游有较长的疏水管道，还有疏水调节阀都增加了疏水阻力，若将阻力计算在内的话，汽水分离器疏水在达到5#高加入口其压力几乎接近高加抽汽压力甚至有可能低于抽汽压力，这就造成了汽水分离器疏水箱疏水不畅，导致疏水阀无法维持汽水分离器疏水箱液位的原因。要解决该疏水不畅问题，首先要解决压差问题，只有增加汽水分离器疏水箱与5#高加抽汽压力的压差，才能保证正常疏水管路维持疏水箱液位稳定。

2.2 低负荷下低加无法正常投运原因分析

很多机组在低负荷（小于50%FP）下都出现低加疏水不畅问题，经分析多数由于两级低加之间逐级自流的压力差不足，很多是由于管线布置导致阻力增大。

1/2/3#低加抽汽分别来自汽机低压缸6级、5级、4级叶片后，根据设计各级抽汽压力分别为0.026、0.0768、0.161MPa，汽轮机抽汽口至加热器接管的抽汽管线压降分别为0.0021、0.006、0.008MPa。而实际运行中满功率下各级加热器抽汽压力分别为0.017、0.08、0.16MPa；50%FP下的各级加热器抽汽压力分别为0.012、0.04、0.08MPa，负荷越低，各级抽汽压力越低。

根据实际参数对比，在低负荷下3#低加与2#低加之间的压差小于0.04MPa，2#低加与1#低加之间压差小于0.028MPa，实际现场1#低加疏水入口位置比2#低加疏水出口高约1m，2#低加疏水入口比3#低加疏水出口高约3m，3#低加疏水到2#低加疏水管道较长，因此在低于50%FP下，各加热器之间的压差非常小，将无法满足各加热器疏水逐级自流。随着疏水箱水位逐渐上涨，到达三高液位，将导致低加解列退出运行。

对于1#低加疏水，抽汽压力较低，在通过疏水调节阀进一步减压，在夏季凝结水温度较高的情况下，该疏水在调节阀下游很容易汽化并与不凝气体在管道中形成汽堵，导致疏水无法排至凝汽器。

3 运行对策

为解决汽水分离器壳体疏水不畅而造成紧急疏水阀常开问题，我公司通过在汽轮机高压缸三段抽汽至5号高加抽汽止回阀后的管道上各加装一台手动调节阀，通过适当降低5号高加壳侧汽压，增加汽水分离器壳体疏水箱与5号高加壳侧之间的疏水压差。改造完毕后，调节阀门的开度约为80%开度，5#高加进汽压力约0.9 MPa，比原来低了约0.1 MPa，汽水分离器壳侧疏水已全部疏向5#高加，使得二回路热利用率有了进一步的提高。

1#低加在低负荷下疏水容易出现汽堵现象，我公司在1#低加疏水管线上增加一条管线，上游与凝结水补水管线相接，在发生汽堵现象可利用凝结水来冷却疏水并消除汽堵。同时也在疏水管线上增加一条管线，该管线与低加壳侧至凝汽器排气管线相连接，这样在疏水不畅时，可以通过该管道与凝汽器贯通，排除气体。

而对于2、3#低加在低负荷下级间压差不够导致疏水不畅问题，可进行正常疏水阀与紧急疏水阀定值互换，在低负荷时将各级加热器疏水直接疏至凝汽器，一方面可使低加正常投运，比退出状态的热效率稍高一些，另一方面对低加汽侧进行了直接冲洗。

参考文献

[1] 何炳林.离子交换与吸附树脂[M].上海科技教育出版社，1995.

[2] 张文清.分离分析化学[M].华东理工大学出版社，2007.