儀用壓縮空氣ＳＡＲ００１ＭＤ渦輪流量計(jì)故障
摘要：反應(yīng)堆廠房入口儀用壓縮空氣流量計(jì)ＳＡＲ００１ＭＤ作為核電站重要監(jiān)測(cè)儀表之一，流量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。一旦出現(xiàn)故障必須予以高度重視，及時(shí)解決。某核電站ＣＰＲ１０００機(jī)組，在１號(hào)機(jī)組狀態(tài)首次即將進(jìn)入臨界階段時(shí)，出現(xiàn)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)大幅度波動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不可用，機(jī)組狀態(tài)停滯。
核電站儀用壓縮空氣系統(tǒng)（ＳＡＲ）分為常規(guī)島、ＢＯＰ和核島三部分。核島ＳＡＲ系統(tǒng)分為反應(yīng)堆廠房ＲＸ外及反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)兩部分。每一個(gè)反應(yīng)堆廠房入口各設(shè)置一臺(tái)流量計(jì)ＳＡＲ００１ＭＤ以監(jiān)測(cè)ＲＸ廠房?jī)?nèi)用氣量。反應(yīng)堆廠房入口流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也是安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必不可少的一個(gè)元素，安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每２秒采集流量數(shù)據(jù)，以半小時(shí)平均值計(jì)算，
通過(guò)ＳＥＸＴＥＮ２（安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）系統(tǒng)計(jì)算出每天安全殼泄漏率ＱＬＤ，公式如下：
從上述公式中不難看出，流量測(cè)量誤差會(huì)對(duì)安全殼泄漏率計(jì)算帶來(lái)直接影響，流量值的正確性是分析判斷安全殼是否泄漏***基本保證。倘若儀用壓縮空氣ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)故障測(cè)量不到數(shù)據(jù)或者大幅度波動(dòng)超出ＳＥＸＴＥＮ２系統(tǒng)所需要的流量數(shù)據(jù)范圍，則會(huì)導(dǎo)致安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)點(diǎn)ＱＬＤ偏離原先的擬合曲線，此時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“不可利用的日數(shù)據(jù)點(diǎn)（泄漏率有輕微的變化）”提示，系統(tǒng)不可用。根據(jù)核電廠運(yùn)行規(guī)程要求，機(jī)組狀態(tài)臨界后５日內(nèi)必須投運(yùn)安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，若不能滿足要求，則機(jī)組后撤至冷停堆查找原因。
１、背景：
２０１５年１０月某核電站１號(hào)機(jī)組即將進(jìn)入首次臨界，在機(jī)組臨界前期根據(jù)其他已運(yùn)行核電站關(guān)于安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障的經(jīng)驗(yàn)反饋，提前投運(yùn)安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)證其監(jiān)測(cè)功能的可靠性。發(fā)現(xiàn)安全殼泄漏率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)大幅度波動(dòng)，采集數(shù)據(jù)不可利用，導(dǎo)致在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法投運(yùn)。流量***大值可達(dá)４０～６０Ｎｍ３／ｈ，***小值出現(xiàn)０Ｎｍ３／ｈ，且流量曲線呈周期性變化，約１２ｍｉｎ，如圖１所示。自２０１５年４月ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)調(diào)試以來(lái)，流量值波動(dòng)大故障一直存在，并未引起高度重視。機(jī)組臨界在即，為確保機(jī)組安全運(yùn)行，必須及時(shí)查找出ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)故障原因，并予以解決。
圖１?。樱粒遥埃埃保停漠惓Ａ髁壳€
２、ＳＡＲ００１ＭＤ渦輪流量計(jì)工作原理：
流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至ＤＣＳ，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率ｆ與流經(jīng)傳感器的流體的瞬６４５時(shí)流量ＱＶ成正比，流量方程為ＱＶ＝３?。叮埃?times;ｆ／ｋ。經(jīng)壓力和溫度補(bǔ)償后換算成標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體流量ＱＶＮ，其簡(jiǎn)化公式如下：
流體流經(jīng)傳感器殼體，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號(hào)檢測(cè)器（由磁鋼和線圈組成）的磁場(chǎng)中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可遠(yuǎn)傳至ＤＣＳ，顯示出流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率ｆ與流經(jīng)傳感器的流體的瞬６４５時(shí)流量ＱＶ成正比，流量方程為ＱＶ＝３?。叮埃?times;ｆ／ｋ。經(jīng)壓力和溫度補(bǔ)償后換算成標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體流量ＱＶＮ，其簡(jiǎn)化公式如下：
式中：ｆ———脈沖頻率，Ｈｚ；ｋ———傳感器的儀表系數(shù)，由校驗(yàn)單給出；３?。叮埃?mdash;——換算系數(shù)。
３、故障分析：
通過(guò)對(duì)比分析防城港核電站１號(hào)機(jī)組ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)曲線與其他已運(yùn)行核電站流量歷史曲線，分別從流量計(jì)本體、控制通道、ＤＣＳ組態(tài)、安裝質(zhì)量、空壓機(jī)運(yùn)行方式、壓縮空氣分配系統(tǒng)工藝等多個(gè)角度展開(kāi)分析，采用排除、論證方式一一查找故障的原因。
通過(guò)對(duì)比分析防城港核電站１號(hào)機(jī)組ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)曲線與其他已運(yùn)行核電站流量歷史曲線，分別從流量計(jì)本體、控制通道、ＤＣＳ組態(tài)、安裝質(zhì)量、空壓機(jī)運(yùn)行方式、壓縮空氣分配系統(tǒng)工藝等多個(gè)角度展開(kāi)分析，采用排除、論證方式一一查找故障的原因。
３．１、流量計(jì)本體檢查:
初步懷疑ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)自身存在缺陷，２０１５年４月２５日對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)內(nèi)部渦輪轉(zhuǎn)子葉輪軸承偏斜與殼體發(fā)生碰撞，出現(xiàn)嚴(yán)重卡澀，有時(shí)卡死現(xiàn)象，且其中兩片葉輪的磁棒已丟失，如圖２所示。于是更換２號(hào)機(jī)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)至１號(hào)機(jī)試驗(yàn)，回裝之前為排除流量計(jì)檢測(cè)線圈、前置放大器、儀表系數(shù)漂移等故障，將流量變送器返廠進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)除個(gè)別點(diǎn)流量超差，線性不太好以外，并未出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)使用中波動(dòng)的情況，流量計(jì)儀表系數(shù)、度合格。儀表校驗(yàn)報(bào)告如圖３。２０１５年８月２０日將２ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)回裝并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)流量值及曲線仍然波動(dòng)較大，相比之前曲線并沒(méi)有改善。因此排除流量計(jì)本體故障因素所致。
初步懷疑ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)自身存在缺陷，２０１５年４月２５日對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)內(nèi)部渦輪轉(zhuǎn)子葉輪軸承偏斜與殼體發(fā)生碰撞，出現(xiàn)嚴(yán)重卡澀，有時(shí)卡死現(xiàn)象，且其中兩片葉輪的磁棒已丟失，如圖２所示。于是更換２號(hào)機(jī)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)至１號(hào)機(jī)試驗(yàn)，回裝之前為排除流量計(jì)檢測(cè)線圈、前置放大器、儀表系數(shù)漂移等故障，將流量變送器返廠進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)除個(gè)別點(diǎn)流量超差，線性不太好以外，并未出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)使用中波動(dòng)的情況，流量計(jì)儀表系數(shù)、度合格。儀表校驗(yàn)報(bào)告如圖３。２０１５年８月２０日將２ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)回裝并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)流量值及曲線仍然波動(dòng)較大，相比之前曲線并沒(méi)有改善。因此排除流量計(jì)本體故障因素所致。
圖２?。樱粒遥埃埃保停牧髁坑?jì)解體圖
３．２、ＤＣＳ組態(tài)檢：
查為排除ＤＣＳ組態(tài)編程錯(cuò)誤導(dǎo)致流量計(jì)故障的可能性，對(duì)ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)、量程、計(jì)算公式等進(jìn)行檢查，對(duì)比參考其他已運(yùn)行核電站ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)設(shè)置。發(fā)現(xiàn)ＤＣＳ數(shù)據(jù)庫(kù)中儀表的各項(xiàng)參數(shù)、量程正常，組態(tài)與其他電站基本保持一致，排除因參數(shù)、量程設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果成倍放大的可能。各核電站ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)對(duì)比如圖４所示。
查為排除ＤＣＳ組態(tài)編程錯(cuò)誤導(dǎo)致流量計(jì)故障的可能性，對(duì)ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)、量程、計(jì)算公式等進(jìn)行檢查，對(duì)比參考其他已運(yùn)行核電站ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)設(shè)置。發(fā)現(xiàn)ＤＣＳ數(shù)據(jù)庫(kù)中儀表的各項(xiàng)參數(shù)、量程正常，組態(tài)與其他電站基本保持一致，排除因參數(shù)、量程設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果成倍放大的可能。各核電站ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)對(duì)比如圖４所示。
３．３、控制通道：
檢查２０１５年８月２１日對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)至ＤＣＳ機(jī)柜側(cè)、機(jī)柜至ＤＣＳ側(cè)的測(cè)量通道進(jìn)行檢查。
１）對(duì)比其他已運(yùn)行核電站ＳＡＲ００１ＭＤ現(xiàn)場(chǎng)安裝位置一致，附近無(wú)大功率電機(jī)、變頻器、強(qiáng)電流設(shè)備等外來(lái)干擾源。并檢查儀表控制電纜屏蔽線及儀表接地均無(wú)異常。
２）對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ的通道進(jìn)行檢查，在機(jī)柜側(cè)和就地側(cè)分別用勁儀模擬不同頻率的脈沖信號(hào)，同時(shí)模擬管道工作壓力，發(fā)現(xiàn)ＤＣＳ輸出平穩(wěn)，ＤＣＳ顯示值與理論計(jì)算值基本一致，排除通道、ＤＣＳ卡件故障的可能性，同時(shí)也再次驗(yàn)證ＤＣＳ數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)設(shè)定正確。測(cè)量數(shù)據(jù)如圖５所示。
檢查２０１５年８月２１日對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)至ＤＣＳ機(jī)柜側(cè)、機(jī)柜至ＤＣＳ側(cè)的測(cè)量通道進(jìn)行檢查。
１）對(duì)比其他已運(yùn)行核電站ＳＡＲ００１ＭＤ現(xiàn)場(chǎng)安裝位置一致，附近無(wú)大功率電機(jī)、變頻器、強(qiáng)電流設(shè)備等外來(lái)干擾源。并檢查儀表控制電纜屏蔽線及儀表接地均無(wú)異常。
２）對(duì)ＳＡＲ００１ＭＤ的通道進(jìn)行檢查，在機(jī)柜側(cè)和就地側(cè)分別用勁儀模擬不同頻率的脈沖信號(hào)，同時(shí)模擬管道工作壓力，發(fā)現(xiàn)ＤＣＳ輸出平穩(wěn)，ＤＣＳ顯示值與理論計(jì)算值基本一致，排除通道、ＤＣＳ卡件故障的可能性，同時(shí)也再次驗(yàn)證ＤＣＳ數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)設(shè)定正確。測(cè)量數(shù)據(jù)如圖５所示。
圖３?。蔡?hào)機(jī)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)校驗(yàn)報(bào)告圖４ 各核電站ＤＣＳ組態(tài)參數(shù)圖５ 模擬脈沖信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)
?。常├檬静ㄆ髟冢模茫訖C(jī)柜側(cè)進(jìn)行示波，檢測(cè)ＳＡＲ００１ＭＤ輸出波形。發(fā)現(xiàn)ＳＡＲ００１ＭＤ輸出波形正常，符合ＳＡＲ００１ＭＤ輸出高電平大于１５Ｖ，低電平小于４．５Ｖ要求，
排除因ＳＡＲ００１ＭＤ輸出波形不標(biāo)準(zhǔn)造成的波動(dòng)故障原因。輸出波形如圖６所示。
經(jīng)上述各項(xiàng)通道檢查試驗(yàn)驗(yàn)證表明ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)控制通道無(wú)異常，也無(wú)外電磁場(chǎng)干擾。
３．４、空壓機(jī)運(yùn)行方式調(diào)整：
通過(guò)對(duì)空壓機(jī)加卸載運(yùn)行周期、壓縮空氣管網(wǎng)壓力曲線、ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)測(cè)量曲線三者進(jìn)行比較分析。由圖１可以看出當(dāng)空壓機(jī)處于加載運(yùn)行時(shí)，壓縮空氣管網(wǎng)壓力隨之上升，壓力上升至約８．２ｂａｒ ｇ流量曲線瞬時(shí)上升至***大值；當(dāng)空壓機(jī)處于卸載狀態(tài)時(shí)，管網(wǎng)壓力不斷下降，流量曲線瞬時(shí)回零，且呈周期性，約１２ｍｉｎ。尤其是當(dāng)兩臺(tái)空壓機(jī)加載運(yùn)行時(shí)波動(dòng)更加明顯，
通過(guò)對(duì)空壓機(jī)加卸載運(yùn)行周期、壓縮空氣管網(wǎng)壓力曲線、ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)測(cè)量曲線三者進(jìn)行比較分析。由圖１可以看出當(dāng)空壓機(jī)處于加載運(yùn)行時(shí)，壓縮空氣管網(wǎng)壓力隨之上升，壓力上升至約８．２ｂａｒ ｇ流量曲線瞬時(shí)上升至***大值；當(dāng)空壓機(jī)處于卸載狀態(tài)時(shí)，管網(wǎng)壓力不斷下降，流量曲線瞬時(shí)回零，且呈周期性，約１２ｍｉｎ。尤其是當(dāng)兩臺(tái)空壓機(jī)加載運(yùn)行時(shí)波動(dòng)更加明顯，
由此判斷引起ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)波動(dòng)故障的根本原因可能是空壓機(jī)加卸載頻繁導(dǎo)致壓縮空氣管網(wǎng)壓力頻繁波動(dòng)，流量計(jì)也隨之波動(dòng)。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因有兩種：一、調(diào)試期間壓縮空氣下游用戶用氣量大，單臺(tái)空壓機(jī)無(wú)法維持管網(wǎng)壓力，兩臺(tái)空壓機(jī)定期加卸載；二、空壓機(jī)加卸載壓力定值、加卸載時(shí)間設(shè)定值等運(yùn)行參數(shù)與當(dāng)前工況不匹配。針對(duì)這兩方面因素，２０１５年８月３０日至９月２０日對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行方式作出如下調(diào)整試驗(yàn)：
圖６ ＳＡＲ００１ＭＤ輸出波形
１）調(diào)整空壓機(jī)加卸載定值區(qū)間，由原來(lái)的７．６～９．０ｂａｒ ｇ更改為８．２～８．８ｂａｒ?。缡箟嚎s空氣管網(wǎng)壓力始終維持在高壓力值范圍；
２）調(diào)整空壓機(jī)卸載延時(shí)由原來(lái)的１０ｓ改為３０ｓ，使單臺(tái)空壓機(jī)保持連續(xù)加載，維持管網(wǎng)壓力在一定的壓力值；
３）將空壓機(jī)出口干燥器運(yùn)行方式調(diào)整為節(jié)能模式，節(jié)省再生用氣量；
４）將空壓機(jī)退出聯(lián)控運(yùn)行，改為單機(jī)運(yùn)行模式，空壓機(jī)根據(jù)本體出口壓力定值范圍加卸載，以維持濕貯氣罐壓力，穩(wěn)定下游管網(wǎng)壓力；
５）為避免廠區(qū)內(nèi)公用壓縮空氣ＳＡＴ及２號(hào)機(jī)壓縮空氣大量用氣等因素干擾，隔離上游氣源，儀用壓縮空氣改由應(yīng)急空壓機(jī)直接供氣。
２）調(diào)整空壓機(jī)卸載延時(shí)由原來(lái)的１０ｓ改為３０ｓ，使單臺(tái)空壓機(jī)保持連續(xù)加載，維持管網(wǎng)壓力在一定的壓力值；
３）將空壓機(jī)出口干燥器運(yùn)行方式調(diào)整為節(jié)能模式，節(jié)省再生用氣量；
４）將空壓機(jī)退出聯(lián)控運(yùn)行，改為單機(jī)運(yùn)行模式，空壓機(jī)根據(jù)本體出口壓力定值范圍加卸載，以維持濕貯氣罐壓力，穩(wěn)定下游管網(wǎng)壓力；
５）為避免廠區(qū)內(nèi)公用壓縮空氣ＳＡＴ及２號(hào)機(jī)壓縮空氣大量用氣等因素干擾，隔離上游氣源，儀用壓縮空氣改由應(yīng)急空壓機(jī)直接供氣。
經(jīng)上述調(diào)整試驗(yàn)驗(yàn)證后得出結(jié)論如下：
１）關(guān)于調(diào)整空壓機(jī)加卸載定值區(qū)間、投干燥器節(jié)能模式、改變空壓機(jī)運(yùn)行模式、由應(yīng)急空壓機(jī)供氣的試驗(yàn)方法，只是降低了管網(wǎng)壓力波動(dòng)幅度，ＳＡＲ００１ＭＤ流量值波動(dòng)大故障依然存在，效果不明顯，進(jìn)一步排除了空壓機(jī)運(yùn)行方式、下游用氣量對(duì)流量計(jì)帶來(lái)的影響。壓力曲線及流量曲線如圖７、圖８所示。
２）調(diào)整空壓機(jī)卸載延時(shí)３０ｓ，會(huì)出現(xiàn)當(dāng)一臺(tái)空壓機(jī)或兩臺(tái)空壓機(jī)連續(xù)加載運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)氣量與下游管網(wǎng)耗氣量保持一個(gè)平衡狀態(tài)，此時(shí)壓縮空氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，壓力曲線平緩，流量曲線正常。一旦平衡被打破，空壓機(jī)就會(huì)出現(xiàn)定期加卸載，管網(wǎng)壓力波動(dòng)，流量波動(dòng)，不能從根本上解決流量計(jì)故障。壓力曲線及流量曲線如圖９所示。
２）調(diào)整空壓機(jī)卸載延時(shí)３０ｓ，會(huì)出現(xiàn)當(dāng)一臺(tái)空壓機(jī)或兩臺(tái)空壓機(jī)連續(xù)加載運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)氣量與下游管網(wǎng)耗氣量保持一個(gè)平衡狀態(tài)，此時(shí)壓縮空氣管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，壓力曲線平緩，流量曲線正常。一旦平衡被打破，空壓機(jī)就會(huì)出現(xiàn)定期加卸載，管網(wǎng)壓力波動(dòng)，流量波動(dòng)，不能從根本上解決流量計(jì)故障。壓力曲線及流量曲線如圖９所示。
３．5、壓縮空氣分配系統(tǒng)工藝分析：
１）為排除管道流體介質(zhì)產(chǎn)生紊流造成流量不穩(wěn)定因素。根據(jù)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)維修手冊(cè)，對(duì)流量計(jì)安裝所在直管段是否滿足要求進(jìn)行檢查，一般要求上游直管段長(zhǎng)度大于１０?。模掠沃惫芏伍L(zhǎng)度大于５Ｄ（Ｄ＝２５ｍｍ）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得ＳＡＲ００１ＭＤ上下游直管段長(zhǎng)度分別為７０ｍｍ，不滿足儀表安裝要求。如圖１０所示。２０１５年９月２１日對(duì)流量計(jì)安裝所在管線進(jìn)行改造后繼續(xù)驗(yàn)證流量計(jì)測(cè)量值，波動(dòng)現(xiàn)象仍未改善。
１）為排除管道流體介質(zhì)產(chǎn)生紊流造成流量不穩(wěn)定因素。根據(jù)ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)維修手冊(cè)，對(duì)流量計(jì)安裝所在直管段是否滿足要求進(jìn)行檢查，一般要求上游直管段長(zhǎng)度大于１０?。模掠沃惫芏伍L(zhǎng)度大于５Ｄ（Ｄ＝２５ｍｍ）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得ＳＡＲ００１ＭＤ上下游直管段長(zhǎng)度分別為７０ｍｍ，不滿足儀表安裝要求。如圖１０所示。２０１５年９月２１日對(duì)流量計(jì)安裝所在管線進(jìn)行改造后繼續(xù)驗(yàn)證流量計(jì)測(cè)量值，波動(dòng)現(xiàn)象仍未改善。
圖７ 調(diào)整空壓機(jī)運(yùn)行方式后流量曲線圖８ 應(yīng)急空壓機(jī)供氣流量曲線圖９ 調(diào)整空壓機(jī)卸載延時(shí)后流量曲線
圖１０?。樱粒遥埃埃保停牧髁坑?jì)上下游直管段長(zhǎng)度
２）進(jìn)一步分析對(duì)比陽(yáng)江核電站管網(wǎng)壓力及流量曲線。機(jī)組正常運(yùn)行工況下，由于ＲＸ廠房?jī)?nèi)各系統(tǒng)控制閥不斷用氣，流經(jīng)ＳＡＲ００１ＭＤ的流量一般維持在５～１０Ｎｍ３／ｈ之間波動(dòng)，而防城港核電站流量***大值可達(dá)４０～６０Ｎｍ３／ｈ，***小值出現(xiàn)０Ｎｍ３／ｈ，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是當(dāng)空壓機(jī)卸載時(shí)反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)管網(wǎng)壓力下降速度較外圍管網(wǎng)下降慢，導(dǎo)致ＲＸ廠房?jī)?nèi)壓力高于外圍管網(wǎng)壓力，ＳＡＲ４３３ＶＡ進(jìn)氣逆止閥關(guān)閉，流量計(jì)瞬時(shí)歸零。當(dāng)空壓機(jī)重新加載時(shí)，外管網(wǎng)壓力上升，ＳＡＲ４３３ＶＡ進(jìn)氣逆止閥開(kāi)啟，流量計(jì)瞬時(shí)突增。這一現(xiàn)象與實(shí)際的運(yùn)行工況相矛盾，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)儀用壓縮空氣作為分配系統(tǒng)的***下游，有效體積容量相比于外圍管網(wǎng)要少得多，且所供系統(tǒng)用戶氣動(dòng)閥不斷耗氣，因此不會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)壓力高于外圍管網(wǎng)壓力。除非有一種可能是ＳＡＲ００３ＢＡ貯氣罐進(jìn)口逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ內(nèi)漏，失去其保壓功能，變成整個(gè)反應(yīng)堆廠房緩沖罐反向供氣所致。ＳＡＲ流程簡(jiǎn)圖如圖１１所示。
圖１１?。遥貜S房ＳＡＲ流程簡(jiǎn)圖
２０１５年９月２９日對(duì)ＳＡＲ００３ＢＡ貯氣罐壓力進(jìn)行就地觀察，發(fā)現(xiàn)其壓力一直波動(dòng)，區(qū)間范圍在８．２～８．８ｂａｒ?。?，周期與空壓機(jī)加卸載周期、流量曲線波動(dòng)周期完全重合。于是關(guān)閉貯氣罐進(jìn)口隔離閥ＳＡＲ３０９ＶＡ，將ＳＡＲ００３ＢＡ進(jìn)行隔離驗(yàn)證流量計(jì)測(cè)量值，流量曲線恢復(fù)正常，滿足安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求。當(dāng)開(kāi)啟ＳＡＲ３０９ＶＡ?xí)r，流量曲線再次出現(xiàn)波動(dòng)故障。由此判斷ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)波動(dòng)故障為逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ內(nèi)漏所致。試驗(yàn)驗(yàn)證曲線如圖１２所示。
圖１２ 試驗(yàn)驗(yàn)證曲線
４、解決措施：
４．１、ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)換型改造：
１）由于ＳＡＲ００１ＭＤ福爾曼渦輪流量計(jì)量程為２～１０ｍ３／ｈ，對(duì)于０～２ｍ３／ｈ低量程范圍的測(cè)量精度無(wú)法保證，與該核電站１號(hào)機(jī)組ＳＡＲ儀用壓縮空氣實(shí)際進(jìn)入反應(yīng)堆廠房的流量（約為１ｍ３／ｈ）不匹配，可能會(huì)造成流量回零測(cè)量不準(zhǔn)現(xiàn)象。
２）福爾曼渦輪流量計(jì)轉(zhuǎn)子葉輪為塑料材質(zhì)，在操作不當(dāng)、高速氣流沖擊、氣體攜帶雜質(zhì)等情況下，容易造成葉輪軸承偏移、葉片損壞、卡死等現(xiàn)象。其他核電站都曾出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似損壞事件。借鑒于大亞灣核電站ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)運(yùn)行的良好實(shí)踐，防城港核電站１號(hào)機(jī)將ＦＨ７１０型福爾曼渦輪流量計(jì)更換成ＦＴ３型熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。
４．２、增加臨時(shí)逆止閥：
由于正常維修逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ需要隔離反應(yīng)堆廠房進(jìn)氣總閥，廠房?jī)?nèi)下游各系統(tǒng)用戶失去儀用壓縮空氣，機(jī)組需退至冷停堆狀態(tài)。鑒于１號(hào)機(jī)組已處于預(yù)臨界狀態(tài)，這無(wú)疑會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝空間測(cè)量、抗震分析計(jì)算，決定在進(jìn)氣隔離閥ＳＡＲ３０９ＶＡ與ＳＡＲ００３ＢＡ貯氣罐之間水平管道上增加一臺(tái)與ＳＡＲ６１２ＶＡ同類(lèi)型的臨時(shí)逆止閥。
由于正常維修逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ需要隔離反應(yīng)堆廠房進(jìn)氣總閥，廠房?jī)?nèi)下游各系統(tǒng)用戶失去儀用壓縮空氣，機(jī)組需退至冷停堆狀態(tài)。鑒于１號(hào)機(jī)組已處于預(yù)臨界狀態(tài)，這無(wú)疑會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝空間測(cè)量、抗震分析計(jì)算，決定在進(jìn)氣隔離閥ＳＡＲ３０９ＶＡ與ＳＡＲ００３ＢＡ貯氣罐之間水平管道上增加一臺(tái)與ＳＡＲ６１２ＶＡ同類(lèi)型的臨時(shí)逆止閥。
經(jīng)上述兩項(xiàng)措施實(shí)施完成后，ＳＡＲ００１ＭＤ流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定，波動(dòng)大故障得以解決，流量值滿足安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證了防城港核電站１號(hào)機(jī)組順利實(shí)現(xiàn)臨界這一重大里程碑。流量計(jì)正常運(yùn)行曲線如圖１３所示。
圖１３ 流量計(jì)正常運(yùn)行曲線
5、結(jié)束語(yǔ)：
反應(yīng)堆廠房入口儀用壓縮空氣流量計(jì)ＳＡＲ００１ＭＤ作為核電站重要監(jiān)測(cè)儀表之一，流量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。一旦出現(xiàn)故障必須予以高度重視，及時(shí)解決。本文通過(guò)工程實(shí)踐分別從流量計(jì)本體、控制通道、ＤＣＳ組態(tài)、安裝質(zhì)量、空壓機(jī)運(yùn)行方式、壓縮空氣分配系統(tǒng)工藝等多方面入手查找到ＳＡＲ００１ＭＤ渦輪流量計(jì)波動(dòng)大故障是因逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ內(nèi)漏所致。針對(duì)故障原因并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況，采用了流量計(jì)換型和增加逆止閥相結(jié)合的處理方案。目前流量計(jì)及安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
反應(yīng)堆廠房入口儀用壓縮空氣流量計(jì)ＳＡＲ００１ＭＤ作為核電站重要監(jiān)測(cè)儀表之一，流量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行。一旦出現(xiàn)故障必須予以高度重視，及時(shí)解決。本文通過(guò)工程實(shí)踐分別從流量計(jì)本體、控制通道、ＤＣＳ組態(tài)、安裝質(zhì)量、空壓機(jī)運(yùn)行方式、壓縮空氣分配系統(tǒng)工藝等多方面入手查找到ＳＡＲ００１ＭＤ渦輪流量計(jì)波動(dòng)大故障是因逆止閥ＳＡＲ６１２ＶＡ內(nèi)漏所致。針對(duì)故障原因并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況，采用了流量計(jì)換型和增加逆止閥相結(jié)合的處理方案。目前流量計(jì)及安全殼泄漏率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。