〔摘要〕描述了某核電廠球罐液位計(jì)漏液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析了單一的外部漏液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的不足，提出了采用球罐液位計(jì)內(nèi)外部漏液分別獨(dú)立監(jiān)測(cè)的技術(shù)改進(jìn)方案。該方案在核電廠的成功應(yīng)用保證了勵(lì)磁機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了核電機(jī)組的可用率。
引言
大型核電機(jī)組的勵(lì)磁機(jī)一般采用循環(huán)空氣冷卻，冷卻空氣在冷卻器和勵(lì)磁機(jī)之間進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，在經(jīng)過(guò)勵(lì)磁機(jī)和冷卻器時(shí)發(fā)生熱交換，將勵(lì)磁機(jī)正常運(yùn)行過(guò)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(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，若球罐液位計(jì)內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏，漏液會(huì)隨著冷卻空氣一起進(jìn)入勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部，造成勵(lì)磁機(jī)內(nèi)的電氣元件短路。當(dāng)球罐液位計(jì)外部管道發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)造成冷卻器的冷卻能力下降。
因此，對(duì)球罐液位計(jì)內(nèi)外部管道的泄漏情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是保障核電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。
1 系統(tǒng)介紹
某核電廠的勵(lì)磁機(jī)采用ALSTOM生產(chǎn)的TKJ167-45 型無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)，該型號(hào)的勵(lì)磁機(jī)采用循環(huán)空氣冷卻，兩臺(tái)空氣冷卻器并排安裝在勵(lì)磁機(jī)的正上方，冷卻空氣在冷卻器、風(fēng)管以及勵(lì)磁機(jī)外罩連接形成的閉合風(fēng)路中進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，具體情況如圖 1 所示。
兩臺(tái)空氣冷卻器配套的漏液監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻器外部管道泄漏情況，當(dāng)外部管道泄漏時(shí)，漏液通過(guò)收集管引入一臺(tái)磁翻板式液位計(jì)，液位計(jì)中收集的漏液液位超過(guò) 200 mm 時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)；若運(yùn)行、維修人員未及時(shí)采取干預(yù)措施消除故障，液位超過(guò) 800 mm 時(shí)，將觸發(fā)跳機(jī)信號(hào)。這種方式存在不合理之處，需要改進(jìn)。
2 漏液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題分析
2.1 缺少內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測(cè)裝置
實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，球罐液位計(jì)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(huì)隨著冷卻空氣沿閉合風(fēng)路進(jìn)入勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部，造成勵(lì)磁機(jī)短路損壞的嚴(yán)重后果。為了保證機(jī)組安全，應(yīng)有冷卻器內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測(cè)裝置，然而現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有配置此類(lèi)裝置。

2.2 外部管道漏液監(jiān)測(cè)裝置的問(wèn)題
球罐液位計(jì)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(dāng)外部管道泄漏時(shí)，若無(wú)法進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)并采取必要的干預(yù)措施，將導(dǎo)致泄漏持續(xù)，進(jìn)而造成冷卻器的冷卻能力下降，泄漏嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致勵(lì)磁機(jī)過(guò)熱，影響發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，若冷卻器外部管道發(fā)生泄漏，通過(guò)運(yùn)行和維修人員在線干預(yù)即可修復(fù)故障。然而現(xiàn)場(chǎng)配置的外部管道漏液監(jiān)測(cè)裝置在漏液液位超過(guò)800 mm 時(shí)，就會(huì)觸發(fā)跳機(jī)。在此過(guò)程中，存在球罐液位計(jì)外部管道泄漏導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
3 技術(shù)改進(jìn)方案
針對(duì)該核電廠所采用的 TKJ167-45 型無(wú)刷球罐液位計(jì)外部管道監(jiān)測(cè)裝置存在問(wèn)題及對(duì)內(nèi)部管道泄漏無(wú)法監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，對(duì)球罐液位計(jì)的漏液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。改進(jìn)后的系統(tǒng)包括內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)和外部漏液監(jiān)測(cè)兩部分，二者相互獨(dú)立。當(dāng)監(jiān)測(cè)到冷卻器內(nèi)部管道泄漏時(shí)，能夠及時(shí)觸發(fā)報(bào)警和跳機(jī)信號(hào)，避免勵(lì)磁機(jī)燒毀；當(dāng)監(jiān)測(cè)到冷卻器外部管道泄漏時(shí)，僅觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)行和維修人員及時(shí)處理故障，從而保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
3.1 內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)改進(jìn)方案
在冷卻器底部?jī)蓚?cè)各安裝一塊擋板，形成一個(gè)內(nèi)部漏液收集池。在內(nèi)部漏液收集池底部開(kāi)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(guò)漏液收集管將冷卻器內(nèi)部漏液送入內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)裝置，如圖 2 所示。

內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)裝置包括 1 臺(tái)磁翻板式液位計(jì)及配套的 4 個(gè)液位開(kāi)關(guān)。當(dāng)液位計(jì)中收集的漏液液位超過(guò) 200 mm 時(shí)，液位開(kāi)關(guān)①會(huì)觸發(fā)漏液高一段報(bào)警信號(hào)。當(dāng)磁翻板式液位計(jì)中收集的漏液液位超過(guò)800 mm 時(shí)，液位開(kāi)關(guān)②、③、④根據(jù)“三取二”邏輯運(yùn)算結(jié)果發(fā)出漏液高二段報(bào)警和跳機(jī)信號(hào)。
3.2 外部漏液監(jiān)測(cè)改進(jìn)方案
在勵(lì)磁機(jī)外部管道的接水盤(pán)上開(kāi)兩個(gè)小孔，并通過(guò)外部漏液收集管將接水盤(pán)上收集的冷卻器外部漏液送入外部漏液監(jiān)測(cè)裝置，如圖 3 所示。外部漏液監(jiān)測(cè)裝置包括 1 臺(tái)磁翻板式液位計(jì)及配套的 1 個(gè)液位開(kāi)關(guān)。當(dāng)液位計(jì)中收集的漏液液位超過(guò)200 mm 時(shí)，液位開(kāi)關(guān)⑤會(huì)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。

4 總結(jié)
改進(jìn)后的球罐液位計(jì)漏液監(jiān)測(cè)功能通過(guò)相互獨(dú)立的內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)裝置和外部漏液監(jiān)測(cè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)球罐液位計(jì)的內(nèi)部管道泄漏時(shí)，內(nèi)部漏液監(jiān)測(cè)裝置將觸發(fā)報(bào)警或跳機(jī)信號(hào)；當(dāng)球罐液位計(jì)的外部管道泄漏時(shí)，外部漏液監(jiān)測(cè)裝置僅觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)行和維修人員及時(shí)采取干預(yù)措施。球罐液位計(jì)內(nèi)外部漏液分別獨(dú)立監(jiān)測(cè)方案在核電廠的成功應(yīng)用，保證了勵(lì)磁機(jī)的安全運(yùn)行，提高了核電機(jī)組的可用率。這項(xiàng)改造也為相關(guān)電廠的設(shè)備改造提供參考。