CPR1000机组RRI热交换器检修窗口安排的优化分析

发表时间:2021/8/20   来源:《中国电业》2021年12期   作者:程帅
[导读] 大修期间RRI热交换器检修工艺复杂,有时候会出现因板片备件不合适或因其他设备导致板片回装后在做板片打压试验时出现微小的泄漏、边界内的检修工作影响板片打压窗口等因素影响主隔离的解除。

        程帅
        中广核核电运营有限公司,广东  深圳  518000
        摘要:大修期间RRI热交换器检修工艺复杂,有时候会出现因板片备件不合适或因其他设备导致板片回装后在做板片打压试验时出现微小的泄漏、边界内的检修工作影响板片打压窗口等因素影响主隔离的解除。为了不影响主隔离窗口的安排,推动RRI热交换器检修窗口的优化,经过专项分析及实践验证,形成了RRI热交换器检修窗口的优化方案,实际效果良好。关键词:RRI热交换器;主隔离窗口;优化
1概述:
        大修期间SEC/RRI冷源检修项目繁多如:阀门解体检修、仪表校验、RRI热交换器解体等。RRI热交换器板片检修工艺复杂,有时候会出现因板片备件不合适或因其他设备导致板片回装后在做板片打压试验时出现微小的泄漏,针对上述两种情况都需要返修时间,在年度大修SEC/RRI冷源检修一般都是路径或次路径工作,冷源的恢复对大修影响较大,若是机组等待板片检修将会影响路径24H以上。
        SEC/RRI每列热交换器有两组,前后均有隔离阀可以单独隔离,但从容量上来说两台热交换器不是相互冗余的。
        运行技术规范定义中对于“RRI/SEC热交换器的可用性”做出了如下解释:RRA冷却正常停堆模式、MCS模式、RCS模式和RCD模式,如果运行的RRI/SEC(A)或RRI/SEC(B),在单台热交换器运行且热交换器RRI侧出口水温小于35℃情况下,可以保证一回路冷却剂温度保持在RRA<90℃、MCS<60℃、RCS<50℃、RCD乏燃料水池温度<50℃时则允许每列隔离一台热交换器。
2RRI/SEC可用性技术论证方法
        一台RRI热交换器退出运行会导致RRI/SEC的流通面积发生改变,对RRI/SEC的流量带来变化,论证RRI/SEC的可用性主要是从计算单台热交换器运行热交换器RRI侧出口温度小于35℃、RRI泵可用性评价和SEC泵可用性评价这三个方面进行论证。
2.1计算单台热交换器运行热交换器RRI侧出口温度
        机组正常运行时每列的RRI/SEC投运两台热交换器,配置方式有以下两种:A列带独立负荷+公用负荷,B列带独立负荷;A列带独立负荷,B列带独立负荷+公用负荷。
        以中广核某机组大修隔离RRI001RF为例介绍计算单台热交换器运行RRI侧出口温度的方法。隔离RRI001RF时RRI带负荷的运行方式为A列带独立负荷,B列带独立负荷+公用负荷。A列带独立负荷其用户有:RRA(带燃料组件的余热)、DEL、DVH、RIS电机、EAS、RRI泵自身,机组上行可能会过渡到主泵启动的状态,主泵启动后额外引入热量10WM,保守估计按A列RRA换热器分担6MW考虑。
        实际上RRI带的热负荷可以参考当日的RRI/SEC热交换器试验数据,燃料组件的余热正常情况下是随着解列后的日期增加逐日减少的,因此一台RRI热交换器隔离安排在计算日期后计算出的结果是偏保守的。
        以某大修为例,假设机组通过RRI/SEC热交换器的效率试验获取RRI/SEC单台热交换器的热交换系数(MW/℃)为3.54,隔离RRI001RF需计算RRI003RF出口温度。

为了计算RRI003RF出口温度,计算的前提条件如下:
?根据隔离前执行的热交换器效率试验结果RRI001/003RF出口RRI侧温度接近,表明RRI侧RRI001/003RF流量相近、RRI001/003RF出口SEC侧温度接近,表明SEC侧RRI001/003RF流量相近,因此隔离RRI001RF后,RRI003RF热交换器效率不变;
?RRI001RF隔离前两列热交换器试验,A列负荷2.4MW(A列带独立负荷),B列负荷5.21MW(B列带独立负荷+公用负荷),SEC入口温度21.17°C。为了保守起见需计算三种工况情况下的RRI003RF出口温度,工况1:RRI003RF单独带A列负荷、工况2:RRI003RF带A列负荷+主泵启动后分担负荷6MW、工况3:RRI003RF带B列的负荷(考虑A列分担公用负荷)+主泵启动后分担负荷6MW;
?RRI换热器(单台)设计流量为1750 m3/h(RRI侧)/2205 m3/h(SEC侧,其流量大于RRI侧),实际流量可能略大约设计值,保守计算使用设计值。
计算方法:给定海水温度,根据热功率可以计算海水温升,根据热功率可以计算RRI温升,根据热交换器效率相同,通过改变RRI出口温度迭代可以求得该值。
隔离RRI001RF后三种工况下计算出的RRI003RF出口温度如下,工况1:RRI003RF出口温度21.74℃、工况2:RRI003RF出口温度23.17℃、工况3:RRI003RF出口温度23.85℃。
结论:在海水温度21.17°C,三种工况RRI出口温度均小于35°C。
        从上述可见,单台热交换器运行出口温度的高低海水的温度很关键。
2.2RRI泵可用性评价
RRI泵各流量下的运行限制如下,极小流量工况:Q<167.6m3/h,运行时间<1min,每台每年1次;特小流量工况:167.6 m3/h≤Q<1173 m3/h,运行时间<1h,每台每年12次;偏小流量工况:1173 m3/h≤Q<1620 m3/h,运行时间<1周,4台泵每年5次;正常流量工况:1620 m3/h ~2962 m3/h,运行时间<100000h,每台终生4000次;偏大流量工况:2962 m3/h <Q≤3129 m3/h,运行时间<50h,每台每年1次;特大流量工况:Q>3129 m3/h,运行时间<1min,每台每年1次。
        RRI换热器(单台)设计流量为1750 m3/h(RRI侧),隔离一台热交换器后RRI泵有进入偏小流量工况运行的可能性,从泵的设计上考虑允许短时间进入偏小流量工况运行,且有运行时间及每台泵出现频度的要求。若是隔离一台热交换器后导致RRI泵的流量进入偏小流量工况,板片抢修的时间一般不会超过48H满足运行时间小于1周的要求。
        从上分析就算隔离单台热交换器后RRI泵运行进入偏小流量工况的情况下也认为RRI泵也是可用的。
2.3SEC泵可用性评价
        RRI热交换器隔离前后SEC泵组的吸入压头未发生改变,泵出口流量降低导致流阻变大,泵出口压力变大,但泵是否存在汽蚀主要跟泵的吸入压头有关,且SEC泵组运行的允许流量区间为1700-3900m3/h,根据设计换热器(单台)SEC泵流量可达2205 m3/h在泵的允许流量区间,因此在SEC泵组吸入压头未改变时隔离一台RRI热交换器不影响SEC泵可用。
3结束语
        RRI热交换器检修窗口的优化不但可用于处理新增的纠正性缺陷,另外还可以推广应用在短大修的RRI热交换器解体或更换的预防性检修项目上,节约大修关键路径24H以上。
参考文献
[1]900MW压水堆核电站系统与设备
姓名:程帅(1986.08--);性别:男,籍贯:河南省商丘市,民族:汉族,学历:本科,毕业于东北电力大学;现有职称:工程师;研究方向:核电大修计划管理;
单位及邮编:中广核核电运营有限公司518000
单位所在地:广东省深圳市
邮寄地址及邮编:广东省深圳市福田区福莲花园9栋305(北区),程帅收 518000,电话:18902312558
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