C A N D U 6核电厂失去凝结水故障预想及诊断

陈海鹏

（中核核电运行管理有限公司，浙江海盐314300）

1 失去凝结水故障类型与处理要点

凝结水系统是核电厂二回路水系统的主要组成部分之一。下面以某CANDU6核电厂的凝结水系统为例，介绍失去凝结水的故障预想及诊断。失去凝结水的原因较多而且复杂，有可能是单个因素引起的，也有可能是多个因素综合引起的。失去凝结水可以分为全部失去和部分失去这两种情况。下面讨论的失去凝结水主要指全部失去凝结水。可以初步总结得出下列原因，下面对其分别讨论。

1.1 失去两台主凝结水泵

以某CANDU6核电厂为例，凝结水系统有两台100%容量主凝结水泵和一台4%容量辅助凝结水泵。要保持机组满功率运行则一定要保证至少一台主凝结水泵运行。当一台主凝结水泵处于不可用时，失去两台凝结水泵的几率大大增加。一旦失去两台主凝结水泵，将全部失去凝结水，导致除氧器液位迅速下降。除氧器液位下降将触发反应堆自动线性降功率。首先从主凝结水泵的跳泵逻辑分析失去两台主凝结水泵的原因。

（1）主凝结水泵开关的电气保护动作跳闸。如果备用的主凝泵如果处于检修不可用或手动启动失败将会导致失去两台主凝结水泵。

（2）凝汽器液位开关 64322-LS4302#1、64322-LS4302#2、64322-LS4302#3中任两个动作延时1秒跳运行的主凝结水泵（凝汽器液位开关动作值为凝汽器液位低于230mm），同时闭锁备用的主凝结水泵启动。凝汽器液位低于230mm之前操纵员会采取响应措施干预。但如果凝汽器液位开关误动，也可能导致发生失去主凝结水泵。

（3）主凝泵出口低压力开关动作且延时30秒跳运行的主凝结水泵。两台主凝结水泵出口各有一个压力开关，动作值为1.65MPa。压力开关动作产生原因可能为凝结水流量突然上升，如主凝泵再循环流量控制阀、凝汽器排水阀等突然开大导致主凝泵出口压力骤降或者主凝泵出口低压力开关误动。如果根据主控报警或者现场反馈的信息能够及时定位故障，应采取相应的措施降低凝结水流量，进而稳定主凝泵出口压力，如凝汽器排水阀异常开启导致凝结水流量上升，可手动关闭凝汽器排水阀的手动隔离阀来恢复凝结水流量。如果短期无法定位故障，可以启动备用的主凝泵来稳定主凝泵出口压力，为故障查找提供时间。

（4）主凝结水泵出口电动阀关闭跳运行泵。运行的主凝结水泵出口电动阀保持开启，主凝结水泵出口电动阀位置行程开关故障，发出电动阀关闭信号将直接跳运行的主凝结水泵，同时备用的主凝泵自动启动。如果处于备用的主凝泵启动不成功将会导致失去两台主凝结水泵。

1.2 除氧器液位控制阀异常关闭

失去凝结水可能是除氧器液位控制阀异常关闭导致。另外除氧器高液位开关故障也可能导致除氧器液位控制阀异常关闭。由于除氧器高液位开关动作有报警，可以根据除氧器实际液位与报警值比较得出是否液位开关故障。

对于此类故障，如果确认报警后明确是除氧器高液位开关故障导致除氧器液位控制阀异常关闭，应手动控制除氧器液位控制阀，进而控制除氧器液位。如果主控室最初没有相关的报警，则有可能是除氧器液位控制器或除氧器液位控制阀故障，这需要经过逐一排查来确定故障。由于此类故障主控室最初没有相关的报警，只有通过相关参数的异常变化来定位，所以主控室把除氧器将液位、主凝泵出口流量作为重要参数长期严密监视。

1.3 除氧器液位控制阀前电动隔离阀异常关闭

除氧器液位控制阀前电动隔离阀主控的控制手柄正常处于“AUTO”位置。有下面两个逻辑可以导致它关闭。

（1）除氧器高高液位开关（LS4411#1、LS4411＃2）动作关闭除氧器液位控制阀前电动隔离阀。这两个液位开关动作设定值是除氧器液位高于4150mm，它们是“或”的关系，任意一个液位开关动作都将导致除氧器液位控制阀前电动隔离阀关闭。

（2）凝汽器液位非常低液位开关（LS4304#1、LS4304#2）动作关闭除氧器液位控制阀前电动隔离阀。这两个液位开关动作设定值是凝汽器液位低于255mm，它们是“与”的关系，两个液位开关都动作才能导致除氧器液位控制阀前电动隔离阀关闭。

由于液位开关动作都有报警，可以根据实际液位与报警值比较得出是否液位开关故障。如果确认液位开关故障导致除氧器液位控制阀前电动隔离阀关闭，可以将主控室除氧器液位控制阀前电动隔离阀控制手柄置于“OPEN”强制打开。

1.4 凝结水精处理系统设备故障

某CANDU6核电机组因为凝结水精处理系统的旁路流量调节阀故障关闭引起失去凝结水，最终导致导致机组被迫停机停堆。事件发生后，立即采取了相应的纠正行动和预防措施。通过变更使精处理旁路阀在发生定位器故障、凝结水精处理PLC控制系统故障故障和失去压空都处于全开位置。另外也将通过变更，把凝结水精处理旁路阀从手动阀改为电动阀，提高凝结水主回路运行的可靠性。

2 满功率下失去凝结水对电厂的影响

机组失去凝结水将打破除氧器的液位的平衡，使除氧器液位迅速下降。除氧器液位下降到2.44米将触发反应堆自动线性降功率（SETBACK）。如果SETBACK过程中，如果出现除氧器液位持续下降，接近1000mm，或凝汽器真空达到16.9kPa(a)，或蒸发器压力达到5MPa，操纵员将触发一号停堆系统。瞬态过程中，电厂处于替代模式。反应堆功率下降将使汽轮机功率随之下降。当汽轮机功率下降到30MW，操纵员应手动脱扣汽轮机。在对汽轮机保持持续监视期间，应确保各个参数在正常范围内。由于失去凝结水导致轴封冷却器真空恶化，使得轴封系统压力上升，可能导致轴封蒸汽进入汽轮机润滑油系统，在汽轮机惰走期间应加强汽轮机轴承温度、振动的监视。另外，由于失去凝结水，低压缸喷淋和凝汽器喉部喷淋也随之失去,低压缸排气温度等相关参数也应重点关注。[1]

3 总论

从全局来看，电厂的稳定运行实质上就是一个动态的平衡过程。失去凝结水则从一个局部打破了这个动态的平衡。失去凝结水使电厂的热阱水平降级。在不考虑其它系统降级或设备失效的情况下，反应堆的反应性仍然可控，放射性包容也没有被破坏，燃料冷却由于热阱的降级而受到了威胁，但瞬态中将触发反应堆自动线性降功率或者由操纵员手动触发一号停堆系统，从而使热源随之降级来匹配热阱的降级，使电厂达到新的平衡。瞬态过程中，操纵员则需要及时准确的定位故障，通过有效的处理，使电厂尽快达到新的平衡，保证人员和设备的安全。