方家山核电厂凝汽器真空系统气水分离罐液位下降原因分析和改进措施

摘要：凝汽器真空系统是核电厂安全的重要组成部分，凝汽器真空度的稳定是关乎设备和机组安全的重要因素。自商运以来方家山核电厂凝汽器真空系统总体上运行状态良好，2023年以来凝汽器真空系统运行过程中出现气水分离罐液位下降的现象，本文从设备缺陷、运行工况变化等方面分析其内在原因，并最终给出解决方案，确保了凝汽器抽真空系统在机组运行期间的自动启动功能的可靠实现。

关键字：凝汽器真空系统；分离罐；轴封泄露

Analysis of the reasons for the decrease in the water level of the air-water separator tank of the condenser vacuum system of Fangjiashan Nuclear Power and improvement measures

Li Bin

（CNNO, Operation Department 2, Zhejiang Jiaxing）

Abstract:The condenser vacuum system is an important part of the safety of nuclear power plants, and the stability of the condenser vacuum is an important factor related to the safety of equipment and units. Since the commercial operation, the condenser vacuum system of Fangjiashan Nuclear Power Plant has been in good operation condition a whole. Since 2023, the phenomenon of liquid level decrease in the gas-water separation tank of the condenser vacuum system has occurred during the operation the condenser vacuum system. This paper analyzes its internal causes from the aspects of equipment defects and operation condition changes, and finally gives the solution, which ensures the reliable of the automatic start function of the condenser vacuum system during the operation of the unit.

Keywords: Condenser vacuum system; Separator; Shaft seal leakage

机组正常运行时，核电厂凝汽器的真空度由凝汽器真空系统保证，是汽轮发电机组正常运行及提高其效率的重要前提。2023年以来凝汽器真空系统运行过程中出现气水分离罐液位下降的现象，给正常运行期间真空泵自动启动带来安全隐患，本文从设备缺陷、运行工况变化等方面分析其内在原因，并最终给出解决方案，确保了自动启动功能的可靠实现。

1. 凝汽器真空系统组成

凝汽器真空系统由三套并联的抽气系统和一个真空破坏系统组成。在每套抽气系统中，有一台液环式电动真空泵、一个气水分离罐、一台大气喷射器、一台密封水冷却器及真空测量系统等。而真空破坏系统包括过滤器和真空破坏阀。

2. 抽真空原理

系统采用水环式真空泵，真空泵转子与外壳之间有一偏心距，压缩液通过锥形的液体通道进入泵室。当转子在壳体内旋转时，在泵壳内形成一个偏心的旋转液环，对冷凝器内的空气进行吸入、压缩和排出等过程，达到从冷凝器内排出空气的目的。

图1 凝汽器抽真空原理简图

3. 气水分离罐控制原理

分离罐液位采用自动控制：当分离罐的液位低于190mm时，补水电磁阀自动开启，给分离罐补水，防止真空泵组缺液运行无法起到密封作用。当分离罐的液位上升到250mm时，补水电磁阀自动关闭。当分离罐的液位低于130mm或高于350mm时，真空泵会保护停运。

4. 凝汽器真空系统分离罐液位下降原因分析

2023年以来方家山一号机组三台真空泵在备用状态时，分离罐均出现液位持续下降，且下降至193mm后维持不变。无法满足备用真空泵分离罐液位维持在270-280mm的要求。对比方家山二号机组没有该问题，备用期间液位稳定无下降。

对此现象进行了原因分析，可能有如下三个原因：边界阀门内漏、运行工况变化、轴封泄漏。

4.1边界阀门泄漏

以1CVI101PO为例，其流程图如下：

图2 1CVI101PO流程图

如果1CVI106VD/111VD有内漏，则会使液位会一直下降至触发自动补水而不是稳定在193mm左右，可以排除。

如果1CVI104VD有内漏，由于其连接于溢流管，分离罐正常液位不会到达溢流液位，其内漏不会导致液位下降.

如果1CVI105VD内漏，使泵体内工作液泄漏减少，分离罐内的液体经联通管线补给进泵内。且现场其高度与就地液位计193mm差不多。考虑到三台CVI泵组对应阀门均内漏的可能性非常低，可以排除。

4.2 运行工况变化

该现象最初出现时间为2022年9月20日206大修期间核岛通风系统由3列切换为2列运行，在此之前一直维持较高液位稳定。由于三台CVI泵组的汽水分离罐液位均存在缓慢下降的问题，故初始推断是共性原因导致的。

后续206大修结束后观察数月，2#机组三台CVI泵组的汽水分离罐液位没有液位异常下降的问题，基本排除因核岛通风系统运行工况变化导致泄露的可能。

4.3 轴封泄漏

现场核实193mm高度与泵组轴封处高度相当，若泵组两端轴封水泄漏则可能导致分离罐液位缓慢下降且不至于下降到自补液位，此种可能性极大。

证实：主控室手动将备用泵组液位补至250mm后现场观察三台泵组停运期间轴封水均存在一定泄漏，当液位下降至193mm后再观察轴封处基本没有水流出，现象与问题吻合。

由此得出结论：备用CVI泵组轴封水泄漏，导致CVI汽水分离罐液位缓慢下降且维持在193mm。后经咨询专工、技术反馈：泵组处于备用状态时有少量轴封滴水是正常的，目的是保证启泵瞬时泵组轴封能够及时润滑。

5. 改进措施

5.1. 

实施变更，将真空泵分离罐自动补水定值由原来的190mm修改为200mm。确保在液位下降到193mm之前能够触发自动补水，以维持分离罐正常液位。方家山二号机在207大修已经实施了该变更，效果良好，一号机计划108大修时实施变更。

变更前，一二号机组主控进行定期手动补水，保证分离罐液位满足运行规程要求。

6. 结语

凝汽器真空系统是核电厂安全的重要组成部分，凝汽器真空度的稳定是关乎设备和系统安全的重要因素。CVI备用泵组轴封水泄漏导致汽水分离罐液位缓慢下降且维持在193mm，由于泵组少量轴封滴水是正常的，无法进行处理，所以主控要密切关注分离罐液位的变化。在变更前，主控室进行手动干预，保证液位满足规程要求，实施变更后，自动补水阀在液位低于200mm时自动补水，保证了备用泵组的可靠性，确保了机组的安全稳定运行。

参考文献