王喆 魏后铁
中国核电工程有限公司 福建福州 350000
【摘 要】：本文介绍了某核电机组启动给水系统调试准备阶段和调试阶段遇到的主要问题：气动阀命令与动作相反、启动给水泵流量偏低以及这些问题的处理方案。总结了处理问题过程中的良好实践以及经验教训，最后对启动给水系统的改进提出建议。
【关键字】：再循环阀；流量偏低；改进建议
1、系统调试过程简介
启动给水系统（下文简称TFS）设置一台启动给水泵。在机组启动阶段，从余热排出系统退出至主给水泵向蒸汽发生器供水期间，TFS系统向蒸汽发生器二次侧供水；在停堆阶段，TFS向蒸汽发生器二次侧供水直到余热排出系统投入运行。
在执行逻辑控制通道试验和系统初步试验执行期间，相继出现气动阀命令与动作相反、再循环阀自动手自动切换、启动给水泵流量偏低、启动给水泵启动时再循环管道冲击大和停泵后泵反转的问题。下面就上述问题的处理方案或处理建议进行总结。
2、问题处理
2.1TFS007VL和TFS060VL命令与反馈动作相反
2.1.1问题描述
现场执行启动给水系统逻辑控制试验期间发现，当主控发出TFS007VL和TFS060VL阀门100%开度命令后，就地阀门全关，主控画面显示阀门全开；当主控发出TFS007VL和TFS060VL阀门0%开度命令后，就地阀门全开，主控画面显示阀门全关。主控开关指令与阀门实际动作相反，阀门实际动作与主控画面开关反馈相反。该问题会导致操纵员无法按预期操作阀门，无法得知阀门实际开度。
2.1.2原因分析
TFS007VL和TFS060VL均为Fisher 657型气动执行机构，进气关失气开型阀门。当DCS发出100%开度命令后，定位器接受20mA信号，进气压力最大阀门全关；当DCS发出0%开度命令后，定位器接受4mA信号，进气压力最小阀门全开；因此主控命令与阀门实际动作相反。
由于两阀门均没有设置限位开关，主控画面显示的阀门开关状态实际上来自于阀门开度命令，因此主控阀门开关状态反馈与开度命令保持一致，与就地实际动作相反。
2.1.3处理措施
由原因分析可知，对DCS指令取反可解决问题，即将CCON模块的YREV参数设置为“Reverse manipulated variable YA”。再次验证，阀门动作与指令保持一致。
2.2启动给水泵流量偏低
2.2.1问题描述
在首次执行TFS系统初步试验期间，主控显示启动给水泵流量约为53t/h，小于泵最小允许流量（60t/h），具体参数见表1:
表1 启动给水泵首次带载参数
就地监视泵运行稳定，无异音。泵振动最大1.3mm/s，电机振动最大1.6mm/s，均满足要求。
2.2.2原因分析
启动给水泵额定流量为200t/h，最小允许流量为60t/h，电机额定电流为96.7A。试验期间泵进出口压差为9.5MPa,舍去泵进出口动能与势能差，则泵扬程为950m,通过比对泵性能曲线，该扬程下对应的流量应为170至180t/h，当前泵运行数据与性能曲线偏差很大。由于泵振动情况良好且无异音，暂不考虑泵本体损坏，因此初步排查方向为：
1）流量计是否准确
启动给水泵通过设置在泵入口管的孔板测量流量，就地表头实际为罗斯蒙特3051DP型差压变送器。在泵启动期间已执行 引压管排污和变送器排气操作；再次对变送器进行校验，精度均满足要求。可排除表计原因。
2）入口管路是否畅通
在启动期间已多次检查确认入口阀全开；后拆开入口滤网检查确认无异物，滤网至泵入口管道无异物。入口管路确认通畅。
3）DCS一层设置是否准确
孔板流量计测流量的过程：孔板前后产生0~40KPa压差→变送器将其转化为4~20mA电流→DCS计算为0~250t/h的流量。
其中，压差和电流的换算为纯线性，而压差与流量的关系为平方，即 。经检查发现DCS一层并没有对压差换算的电流进行开方，因此导致流量明显偏低。在就地差压变送器对电流设置开方运算后，重新启泵验证，并用超声波流量计选4个点测流量，具体参数见表2:
表2 启动给水泵第二次带载参数
可以看出超声波流量计测得流量同性能曲线上对比的流量基本一致，因此可认定泵的实际流量确实为170至180t/h，流量计显示仍然偏小。
随后对孔板进行检查，发现孔板外侧正负引压室标反，即上游为负、下游为正。然而将孔板拆开后，其内部并没有装反，不影响孔板使用。
经询问孔板厂家，采购合同的技术规范书要求孔板的最大流量为320t/h，实际应为0~320t/h对应0~40KPa，而DCS中计算的是0~250t/h对应0~40Kpa，此为流量显示偏小的根源。
2.2.3处理措施
发起软件正式变更，将流量计量程改为320t/h，并加上开方运算。再次启泵验证，主控显示流量为173t/h，同性能曲线基本保持一致，该问题处理完毕。
3、TFS系统改进建议
3.1系统运行存在的问题
启动给水泵在除氧器制水期间频繁运行对除氧器搅浑，在启停过程中发现两处问题。
3.1.1启动时再循环管道震动较大
启动给水泵再循环管道上部标高为30m，远超除氧器水位，在静态下无法充水。这段无法充水的管道长度达42m，设有2处限位支架，1处固定支架，其余均为吊架。根据目前逻辑设定，再循环阀在流量小于60t/h时全开，且无法手动关闭，而再循环阀全开时的流量约为170t/h，几乎达到泵的额定流量，在启泵瞬间对再循环管道的冲击较大。
3.1.2停泵后泵反转
由于泵出口止回阀设置在再循环管道三通之后，在停泵后再循环管道内的水会倒流导致泵反转。现场目测反转约20s，转速较快。
3.2改进建议
目前泵出口止回阀设置在再循环管道三通之后，这种设置是基于以下考虑：若启动给水泵启动时下游管道压力过高，止回阀将无法顶开，这种设计可以保证再循环管路仍然通畅，确保泵的安全。
但是启动给水泵的启动条件之一是出口电动隔离阀全关，因此在启泵前，出口管路上调节阀和隔离阀均为全关，TFS系统与下游系统处于隔离状态，不会出现启泵时出口压力过高而顶不开止回阀的情况。
对于上述两个问题可以通过变更止回阀位置解决。将止回阀安装在泵出口至再循环管道三通之前，在首次启泵之后可以保证再循环管道中的水不会倒流，可有以下改善：
1)可避免因再循环管道中的水倒流导致的泵反转。
2)由于再循环管道基本处于满水状态，下次启泵时可减少启泵瞬间管道的冲击，保护管道。
4、总结
在TFS系统调试过程中遇到问题较多，上文中选取三个为例，其中前两个问题在其他系统的调试中也数次出现，此类问题需反馈给DCS厂家，尽量在前期解决。
泵流量偏低问题耗时最长，原因主要有两点：1）在排除仪表问题后，关注点均在管路是否通畅方面，忽视了DCS原因，排水和拆滤网均耗时较长；2）流量孔板正负引压室标反，严重误导现场人员判断方向。由于孔板装反也会引起流量测量偏小，因此现场一度以为这是流量显示偏低的根本原因。为了拆出孔板检查，不得不将除氧器约400m3的水完全排掉，检查发现无问题后回装又出现了孔板法兰漏水，整个过程耗时一周。在解决此类复杂问题时应全面分析原因，对故障因子从易到难进行排查，尽量避免方向性错误。
另外基于各种考虑，目前现场难以实现TFS止回阀的移位，在后续项目的TFS系统设计时可考虑将止回阀移至泵出口和再循环管道之间。避免启停泵时再次出现类似问题。
参考文献
（1）大连深蓝泵业有限公司。启动给水泵泵组试验报告。2018年11月6号