张新生
山东核电有限公司 265116
摘要：凝汽器钛管泄露是机组启动中较为常见的问题，论文从某核电站调试中的几起典型事件着手，分析了凝汽器钛管泄露的原因，明确了钛管泄露的处理方法及预防措施。
关键词：核电站；凝汽器；钛管泄漏；分析与响应
引言
凝汽器作为核电站汽轮机最重要的辅机设备，为二回路提供真空及热阱，凝汽器钛管若发生泄漏，必将对二回路水质产生重要影响，进而影响蒸汽发生器的寿命。按照核电站化学与放射化学规范，发生钛管泄漏情况，一般都需要进行机组后撤查漏处理，如何快速查漏、处理钛管泄漏以及减轻钛管泄漏造成的后果，对设备质量及调试进度有着重要的意义。
1凝汽器泄漏的危害
凝汽器以海水为冷却介质，若发生泄漏，必然引起凝结水和给水中Na、Cl等离子含量升高，造成蒸汽发生器水质劣化，致使蒸汽发生器传热管腐蚀、管壁减薄等，进而影响蒸汽发生器安全运行，应及时查漏、堵漏，甚至机组后撤维修；当凝汽器泄漏量较大时，还会造成汽轮机叶片积盐、汽轮机效率降低，甚至造成更严重的后果。因此，凝汽器泄漏严重威胁机组的安全、经济运行，及时高效的查漏堵漏工作尤为重要。
2某核电站调试过程的几起典型事件
在国内运行的核电站中，出现过多次凝汽器钛管泄漏事件，其中比较典型的有以下三起。
事件1: 2011年4月12日，某核电站事件发生前机组稳定在87%FP(830MW)功率运行。20:05，蒸汽发生器给水的电导率和钠含量均快速上升，20:38，分别超过7uS/cm和300ug/L，蒸汽发生器排污水质恶化，投运凝结水精处理系统并降负荷运行，直至23:00才水质才恢复，蒸汽发生器给水指标恶化运行达2小时22分钟。由于水质恶化原因，手动解列汽轮发电机组并后撤至热停堆状态。
事件2: 2010年9月1日2:00，某核电站事件发生前机组满功率运行，主控监盘发现蒸汽发生器给水的电导率和钠含量均大幅度上升，分别达到5us/cm和1000ug/L，蒸汽发生器排污恶化，机组后撤至热停堆状态。因二回路水质受到严重污染，对整个二回路进行了换水。
事件3:2011年5月21日1:00，某核电站进行完跳机不跳堆重新并网升功率阶段，凝结水泵出口钠含量达到20ug/L，蒸汽发生器排污钠含量达到300ug/kg:2011年5月21日14:00，进行完甩空载试验重新并网升功率阶段，凝结水泵出口钠含量达到100ug/L，蒸汽发生器排污钠含量达到500ug/kg，后撤至热停堆净化水质;2011年5月23日19:00，进行完甩厂用电试验重新升功率阶段，改变了蒸汽发生器排污的运行方式，凝结水泵出口钠含量达到100ug/L，但蒸汽发生器排污钠含量仅达到250ug/kg。
2钛管涡流检测及内窥镜检查
冷凝器作为电站的冷源，其安全性备受重视，各电厂冷凝器在役期间普遍采用了内穿涡流法跟踪检测钛管。涡流检测对导电材料表面或近表面缺陷的检测灵敏度较高，在一定条件下，能反映有关裂纹深度的信息，可在高温、薄壁管、细线、零件内孔表面等其他检测方法不适用的场合实施检测。
检测所用的标定管上有一Φ1.5mm的通孔，并将通孔处的差分通道信号幅值设定为8V，相位为40°。该检测系统中绝对通道用于大范围渐变缺陷的检测，差分通道用于管束轴向方向上突变性缺陷的检测，混频通道用于支撑板信号的抑制，以显示支撑板下或者附近的较小缺陷。例如：某电站凝汽器涡流结果显示，A1水室的钛管在距离进水端第8个与第9个支撑板之间的自由段处发现一个明显的伤信号，差分通道相位是39°，通过相位-伤深曲线判定其伤深为98%，可认定是钛管的漏点。A1水室还发现10根钛管中共21处磨损信号，与前一次大修期间所做的冷凝器涡流检测结果相比，均属于新增磨损管。之后，对3根疑似泄漏钛管在涡流信号异常处做了内窥镜检查。可见钛管内管壁干净平整，未见明显的腐蚀迹象，可以排除海水腐蚀的影响；缺陷部位无明显凹陷及突变，不符合落物砸伤形成的痕迹特征。
4预防措施
发生钛管泄漏时，首先要尽量降低水质恶化对蒸汽发生器的影响。按照核电站化学与放射化学规范，蒸汽发生器排污钠含量和电导率高将导致机组后撤。若能及时发现问题，定位问题出现所在列，并采取有效措施降低蒸汽发生器给水的电导率和钠含量，便能有效保护蒸汽发生器的寿命，避免机组后撤。二回路蒸汽及给水流程简图，有助于分析凝汽器钛管泄漏时的预防措施。
4.1对凝汽器钛管进行必要的防护
考虑到几起事件钛管泄漏的位置均在顶部，在后续机组中，凝汽器通过加装防磨条改善凝汽器的振动情况，防止钛管间碰磨情况的发生。防磨条预防重点部位为两侧管束模块，在两侧管束模块的上部管指顶部安装多层防磨条，在中间模块管束模块上部管顶部仅安装2层防磨条。
4.2安装阶段进行主蒸汽旁排系统管线压缩空气爆破吹扫
为了保证主蒸汽旁排系统管道的清洁度，在安装阶段，对蒸汽旁排系统管线进行爆破吹扫是较为成熟的方法之一。具体方法为将蒸汽发生器作为充气储罐，当充气压力达到0.6MPa时快速打开相关爆破阀，使蒸汽发生器的气体迅速通过主蒸汽系统的有关管道，以达到冲洗的目的。旁路蒸汽出口使用临时管线接至汽机房Om层厂房外。其它与主蒸汽系统关联管道以及疏水、放气等管道在主管吹扫完毕后进行。该方法由于涉及到大量的临时措施，安装单位必须有充足的资源开展此工作。
4.3适时进行蒸汽旁路管线的蒸汽吹扫，避免大流量造成的管道杂质冲击
在低功率平台下，进行蒸汽旁路管线吹扫是减轻杂质冲击的有效方法。在低功率平台(约10%FP)控制旁排系统手动隔离阀开度，全开旁排系统调节阀，对各个支管进行蒸汽吹扫，既可以使部分管道杂质吹扫干净，又能保证吹扫流速不至于造成钛管损伤。
4.4利用凝汽器检漏装置判断漏点位置
凝汽器装有凝汽器检漏装置，取样点平均分布在凝汽器热阱周边，配备有在线电导监测表，主要监测阳电导率，可以自动和手动切换每个取样点的位置，一旦出现凝汽器传热管泄漏海水，凝汽器检漏监测装置立即能监测到阳电导率上升。
4.5保证给水化学取样系统的有效性
在核电站设置有专门的系统监测二回路的水质情况，凝汽器取样部分在凝汽器内部有取样槽，对每列凝汽器管板、钛管泄漏情况进行连续监测。保证凝汽器取样系统的有效性有助于第一时间发现泄漏所在列及所在位置，及时停运泄漏列循环水泵能够避免海水大量进入二回路和蒸汽发生器。保证凝结水精处理系统的可靠性，合理安排除盐床再生。发生钛管泄漏时，若未及时停运泄漏列的循环水泵，将会不断有海水泄漏进入凝汽器，凝结水阳电导率和钠含量将会升高。此时投运凝结水精处理系统将能有效置换给水中的钠离子，降低给水的电导率。
4.6凝汽器发生钛管泄漏后的响应
凝汽器钛管发生较小的泄漏，海水进入凝汽器凝结水中，凝结水泵出口水质监测装置电导率、钠离子、氯离子含量会迅速增加，对于较小的泄漏，投运凝结水精处理装置能有效净化，水质合格时不会对蒸汽发生器造成后果，后续需要通过堵管等方式进行消除缺陷。
对于凝器汽器钛管发生较大的泄漏时，超出凝结水精处理装置处理能力时，进入除氧器和蒸汽发生器的水质会迅速恶化，此时，应该迅速降功率、停堆，减少进入蒸汽发生器的恶化水质，避免对蒸汽发生器传热管产生腐蚀，同时加大蒸汽发生器排污的流量，缓解蒸汽发生器水质。停堆后进行堵管消除钛管泄漏。
结束语
凝汽器钛管泄漏在机组调试及功率运行阶段出现较为常见，钛管泄漏对工程质量、进度和机组安全稳定运行都有重要影响。通过本文论述，分析了钛管泄漏的原因，并从设计制造方面、安装方面、调试方面明确了具体措施来避免钛管泄漏，并将钛管泄漏的危害程度降到最低，同时也对出现凝器钛管泄漏后机组应该如何响应进行了说明。
参考文献
[1]陈勇.核电厂凝汽器泄漏的探究[J].科技视界,2016(09):8-11.