核电凝汽器防泄漏措施

严子雄李松

福建福清核电有限公司福建福清350300

摘要：凝汽器是核电站汽轮机的重要辅机。在凝汽器运行中，发生泄漏故障的事例占相当大的比例。若凝汽器冷却管发生泄漏，冷却水混入凝结水中，会影响凝结水和给水水质，机组必须强迫停机或降负荷运行。需待机组停机或凝汽器单侧运行时，对凝汽器进行查漏或堵漏工作。然而，面对具有5~6万根冷却管的凝汽器，欲迅速准确地找到管束泄漏所在位置，绝非易事。

关键词：核电凝汽器；防泄漏；措施

前言

随着我国核电事业的发展，核电站的安全运行显得尤为重要。核电站的单机容量大，大多承担基本负荷，如果能多发一天电，其经济效益是显而易见的。但从我国正在运行的核电站来看，秦山核电站和大亚湾核电站的凝汽器都曾多次发生泄漏，引起设备停运，延误了时间，造成巨大的经济损失。凝汽器发生泄漏，将直接影响凝结水水质，增加凝结水精处理系统的负担，影响蒸发器和汽轮机的使用寿命，所以防止凝汽器的泄漏是非常重要的。

1核电凝汽器泄漏的原因分析

1.1冷凝器冷却管破裂

第一，机械撞击。汽轮机在安装或者对低压缸检修时，在安全措施执行不到位的情况下，很容易将一些物品、工具、零部件等掉落砸伤或者砸穿冷却钛管，从而造成钛管的损伤或者凝汽器的泄漏。第二，硬物划伤。核电站多建在海边，目的就是为了能用海水作为冷却水。而海水中必然含有大量的贝壳石块和海藻等杂质，当经过装有一、二次滤网的循环水系统中，大部分的杂质会被过滤从而未进入钛冷却管内，通过加氯手段，其中的藻类生物也基本被杀死。但是仍有相当部分的贝壳、泥沙石进入到凝汽器中，卡在钛管管口的锋利的贝壳及砂石在连续大力的水流冲击下，产生较强的振动和位移，从而划穿钛管（壁厚仅为0.5mm）。第三，抗冲击区钛管厚度不够[1]。凝汽器最上面一、二层的钛管承受大量的蒸汽冲击，设计上我们称之为抗冲击区，通常此区域的钛管厚度要厚一些，当我们的设计厚度不够或者经过长时间的热冲击时，则就会容易造成损害泄漏。第四，管堵材质选择不当。堵头选材的错误、使用膨胀性能和耐腐蚀性能不好的管堵（黄铜堵、腊木、膨胀不锈钢螺栓堵等、堵头的加工尺寸不合适、堵头松动、脱落、腐蚀、老化等都会使凝汽器钛管产生泄漏）。

1.2凝汽器管板的影响

凝汽器管板与冷却管的连接形式是影响凝汽器水密性的主要因素，为了设计无泄漏凝汽器，从冷却管与管板连接的角度考虑，应朝两个方面努力:一方面提高连接接头的可靠性(连接强度和密封性)，改进连接形式，采用封焊连接形式；另一方面，采用双管板结构。双管板的中间空间充有压力较高的除盐水，可以阻止水室内的冷却水通过管口泄漏到凝汽器的蒸汽空间，从而实现了冷却水与蒸汽空间的彻底隔离。这样，即使连接接头泄漏了，冷却水也不至于漏入凝汽器蒸汽空间。另外，还可以通过除盐水水位的变化，判断出是哪块管板发生泄漏，以便及时检修。双管板结构的缺点是管孔的同心度难以保证；拆管、换管困难；双管板的温差热应力难以避免。

2凝汽器查漏方法

针对较大漏点查漏，多采用薄膜法、烛光法和氦气检测等方法，但这些方法对查找微漏效果不明显。机组停机后采用汽侧注水并加人适量荧光剂的方法进行查漏，比单纯注水查漏更直观、清楚，查漏效果很明显，几乎没有漏查的泄漏点。凝汽器在运行中对于含钠量小于100μg/L时的漏点查找较难，规程规定凝结水含钠量应低于5μg/L，硬度应低于2.0μg/L。运行中的微漏检测可以采用分段注水检测法，该方法对于含钠量在(10一15)μg/L的泄漏点都可以查出，并且不需停机。分段注水检测方法为:采用电导率仪在线测量凝汽器电导率值。为方便漏点的查找，通常可以先确定出可能发生泄漏一侧，然后对漏侧缓慢注人海水，在水室临时设置一台简易水位计监视水位，若电导率值高于标准值(规程规定凝结水电导率标准值为镇0.2μS/cm)，说明在该水位处有漏点。该方法查漏精度通常可以达到5排冷却管的范围[2]。对判断出的漏点范围，用临时软堵头将冷却管一侧堵住，然后用自制软胶堵头(一端接有透明细软管)堵在冷却管的另一端，将软管插人带有颜色的水中，由于汽侧为真空，若有水从软管吸人便可确定该处存在泄漏。为方便快速查找，可将多个带有软管的堵头按冷却管束排列形式集中固定在一块台板上，一次可检查十几根冷却管的泄漏情况。除了以上方法，还可采用单面喷涂泡沫的方法查找，效果也较明显。若工期不允许仔细查找漏点，可采用软质胶塞对所检查出的几排冷却管束两端同时用堵头进行临时堵管，做好记录以便于在日后停机进行汽侧注水查漏时拆掉这些临时堵头。

3核电凝汽器防泄漏措施

首先，改变腐蚀环境。（1）在使用海水作为冷却剂的过程中，往往带着许多藻类在其中，而附有藻类的钛和钛合金在使用一段时间后，其会产生极强缝隙腐蚀，所以我们尽量避免藻类物质生长在钛管上，通常我们采用加入次氯酸钠的方法消除藻类对钛管的影响。（2）严格按照相关的标准控制凝结水、给水水质，同时，密切监视相关水质检测结果，时刻发现问题。其次，改变腐蚀主体的耐腐蚀性[3]。（1）物体高空坠落砸伤钛管的损伤，在日常的工作中，要严格制定相关程序，防止使用的工具、零部件和相关材料由于管理使用不当落到凝汽器钛管上，从而对凝汽器钛管造成损伤。（2）海水中的贝壳类硬物、泥沙石等是造成凝汽器钛管划伤的主要原因，为防止这些物体进入到凝汽器钛管，可考虑在凝汽器钛管的入口处安装塑料套管或者二次滤网。（3）在凝汽器钛管检修时，采用探伤等手段对钛管进行检查，将发现有缺陷的钛管在未泄漏之前就采用管堵进行封闭，并且在汽侧凝结水查找是否有漏点遗漏，将缺陷风险降低至最低。（4）凝汽器钛管较薄，强烈的震动易造成断裂。因为磨损和震动都有造成泄漏的可能，所以检修及查漏时应该尽量避免强烈震动的发生。（5）在无氧以及弱酸性溶液的情况下，钛不易因为形成钝化膜而使其电位变负，因此停机时凝汽器应该放水并吹干，从而保证钛管处于富氧状态下停用。此外，还应在如下几个方面加强凝汽器泄露的防护措施：（1）加强封焊和胀接施工操作中的质量监督；（2）胀接和封焊的施工操作最好在凝汽器制造厂的加工车间内进行；（3）采取措施防止冷却管安装时被划伤；（4）为了防止钛冷却管的生物腐蚀破损，必须进行冷却水注氯处理和冷却管的定期清洗；（5）设置足够的中间支撑管板，避免冷却管遭振动破坏；（6）凝汽器壳体上装设适宜的热补偿构件，避免冷却管在热应力作用下封焊、胀接接头松脱；（7）高能流体的排入，要按《高能流体排入表面式凝汽器的推荐设计准则》设置疏水扩容。高能流体经疏水扩容器减温、减压后再进入凝汽器，从而降低高能流体进入凝汽器后对冷却管及凝汽器零部件的冲蚀[4]。

总结

超（超）临界机组对水、汽的品质要求较高，在火力发电设计技术规范中，要求热网疏水回收时必须回到凝结水精处理前，以确保任何工况下的水、汽品质都达到预期值。因此，在新建机组或在役机组的技术改造中，对于热网加热器的疏水回收应采用合理方案，可满足机组对水、汽品质的要求，机组运行的经济性较好，有效防治核电凝汽器泄露现象。

参考文献

[1]黄成，曹刚，詹孝传，姜锋.凝汽器检漏架频繁触发报警问题分析和处理[J/OL].中国核电:1-6

[2]袁捷，钱卫武，施晓炜，韩竞一.凝汽器真空系统泄漏的原因分析及处理[J].华电技术，2018，40(08):59-60+71+80.

[3]徐光明，董培欣，彭学文.凝汽器新管腐蚀泄漏原因分析[J].电力安全技术，2018，20(10):52-55.

[4]孙振平，褚孝荣，周李军.核电厂凝汽器检漏系统的取样点设计要求和方案[J].电站辅机，2015，36(03):9-11+21.