核电站循环水二次过滤设备简介和故障排查

1. 前言

以 CPR1000 型压水堆核电站机组为例，冷凝器作为二回路热力循环的热阱，通过循环水 系统把蒸汽冷凝产生的热量最终带入大海，循环水系统的正常运行对核电站日常生产具有重 要作用。系统设计上在每个冷凝器循环水入口水室管道上，均安装有一台二次过滤设备（以 下简称：碎石过滤器），它的主要功能是再次过滤进入冷凝器钛管的海水，防止冷凝器钛管 堵塞、或异物造成钛管损伤而泄漏。

2. 循环水二次过滤设备简介

设计上，循环水二次过滤设备（以下简称：碎石过滤器）的主要工作原理为：被一次过 滤设备（即旋转滤网）过滤的海水，再次通过循环水二次过滤设备过滤后，从碎石过滤器入 口侧进入凝汽器钛管，冷却低压缸排气后从出口侧离开。碎石过滤器带有连续监测滤网杂物 积集程度的压差监测装置，当滤网前后的压差达到预定值时，通过反冲洗装置对滤网进行反 冲洗。反冲洗时，反冲洗排污阀打开，反洗斗转子在整个滤网扇形面内转动，形成一个封闭 的空间，这个空间是通过排污阀与冷凝器冷却水出口管道相连，其压力要比滤网进口处小， 这样冷却水由于压差的作用而反向流动，从而将积聚在滤网上的杂物冲掉，通过反冲洗管路 排至凝汽器出口管路内，以达到清洗滤网的目的。

3. 四号碎石过滤器控制柜报警排查简述

·现象描述：

某年某电站进行四号碎石过滤器解体后的有水再鉴定过程中，点击控制柜 K7 按钮进行 反洗斗反转检查，设备运作正常；点击控制柜 K9 按钮进行反洗斗正转检查时，控制柜出现 报警，反复多次启动正转，报警信号时有时无。

·原因分析：

现场核实 4 号碎石过滤器电机反转启动后，1 秒后检测到转速信号，对比电机正转启动 后，约 3 秒后出现报警导致电机停运，期间转速开关短时检测到转速信号但很快消失。由于 电机正转、反转均使用同一转速开关，分析转速开关功能正常。故障成因为：电机正转启动 后，实际动作偏慢，触发故障报警。经分析故障报警原因为：4 号碎石过滤器正转工况下，启动动作偏慢，导致电机启动 3 秒内未检测到转速信号，进而触发故障报警。

·排查流程：

1) 仪表确认接线是否正确；——接线正确。2) 自动运行情况下，仪表接记录仪测量正转和反转工况下信号传输时间，判断原因是否为 正转时信号延时触发；——原因确为正转时信号超过 3s，触发报警。3) 电气检查电机抱闸间隙是否符合标准；——满足标准（0.25-0.4mm ）。4) 机械盘动齿轮箱，检查是否存在机械卡涩；通过录像检查电机与齿轮箱同步启动情况；

调节打滑力矩后再次启动验证；—— ① 打开外部齿轮箱端盖，使用手摇盘车工具，正转 / 反转手摇约 170 圈（反洗斗约正转 / 反转各一圈）同步使用听棒对传动部件听音。正转 / 反转手摇无卡涩，传动部件听音正常。② 对调节螺母原位标记，增大 / 减小打滑力矩（约 1/4 圈）后进行正转 /反转，反转无异常，正转仍然报警。 ③ 在控制柜操作反洗斗正转 / 反转过程中，电机与齿轮箱同时录像，对比电机风扇转动时、外部齿轮箱与万向节连接 处是否同步转动。经过多次试验电机风扇转动时，连接处同步转动，排除外部齿轮箱存 在启动延迟。

5) 电气测量 4 号碎石过滤器和 2 号碎石过滤器正转启动时和反转启动时的电流值，对比 判断是否存在抱闸过紧或机械故障；——已测 4 号碎石过滤器和 2 号碎石过滤器启动 电流，4 号碎石过滤器正转电流比 2 号碎石过滤器正转电流高较多，怀疑抱闸机构未脱 开。电气手动松开抱闸装置后，报警未复现。

6) 拆卸仪控接线盒，仪控检查转速探头安装的螺纹深度是否符合标准，并检查探头是否偏 斜；——测量探头距离齿面的间隙满足标准，包络性更换转速探头新备件。更换后试验 故障仍复现。

7) 评价调整转速探头触发时间为 5s 的可行性和影响；如上排查若均无法定位故障的情况 下，由仪表按照 5S 调整启动时间后，检查正转和反转信号是否正常触发；——原因已 确定，故此步骤未执行。

·l 处理结果：

1) 根本原因：

4 号碎石过滤器电机抱闸间隙在标准范围内，但是偏下限（抱闸较紧）。在环境工况差 时可能导致抱闸产生锈蚀，影响抱闸间隙，且正转工况下需克服水流反向冲击力。（有水试 验和无水试验时克服的力不一样，正常运行时是反转，排污斗受到水流冲击反转，会克服一 部分抱闸产生的摩擦力；而正转要克服水流产生反向冲击力和报闸摩擦力的总和，进而造成 电机出力大，启动偏慢，触发报警）。

2) 处理结果：

对电机抱闸装置的弹簧压缩量进行微调，减小电机抱闸力矩。调整后试验合格。

参考文献：

[1] 广东核电培训中心《900MW 压水堆核电站系统与设备》【M】. 北京：原子能出版社，2005