一压水堆机组蒸汽发生器冲洗总结及分析
摘要
关键词
SG二次侧压力冲洗；化学控制；指导水质控制
正文
1 压力冲洗简介及水质控制
1.1 压力冲洗简介
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利用加氨除盐水在压力200 bar下对蒸汽发生器二次侧进行冲洗，将倒U形管、管板和支撑件上的沉渣冲洗下来。对沉渣样品进行转移干燥及筛分，计算沉渣样品重量、不同粒径范围沉渣含量，然后利用金属铁与盐酸反应生成氢气的原理测量沉渣样品中金属铁含量。最后根据沉渣总重量、金属铁含量、沉渣样品中异物情况及金属表面光洁度检查结果对蒸汽发生器二次侧腐蚀情况和压力冲洗工艺及效果作评估。冲洗设备简图如下:
冲洗设备部件名称：
Skid 1 — 真空吸入装置 Skid 2 — 预过滤器和过滤器
Skid 3 — 水箱 Skid 4 — 泵单元
Skid 5 — 控制单元 Skid 6 — 电气箱单元
Skid 7 — 操作器 Skid 8 — 喷枪及其支撑
1.2 压力冲洗水质控制
蒸汽发生器冲洗是在其手孔、眼孔处通过可以自由旋转的枪体喷入高压水（眼孔处为200bar，手孔处为150bar），将沉积物冲掉并由抽吸装置抽出来经由过滤装置过滤再返回枪体进行闭式冲洗。冲洗用水为去离子水，以保证冲洗水纯净不为蒸汽发生器引入杂质。冲洗前需要对冲洗用水进行加药配置，加入一定量的氨水以维持冲洗水的碱性。待冲洗工作完成后，再次对水质进行分析，确认化学指标符合冲洗后的水质要求规范，合格则宣布该台蒸汽发生器冲洗工作结束。如果水质不符合要求，需要将水排空后加入新的SED水配药后继续进行冲洗直至水质符合要求。然后需要对水质合格的冲洗后水进行总放测定以确定冲洗水是否具有放射性。
表1.蒸汽发生器冲洗水质要求
Table1 steam generator flushing water quality requirements
冲洗前 | 冲洗后 | |||
PH 8.8~10.0 | λ+(25℃) μs/cm ≤2.0 | λ+(25℃) μs/cm ≤5.0 | γT MBq/m3 <0.2 | |
待冲洗设备水排空后，从过滤装置中抽出使用的滤芯并且使用准备好的吸尘器将冲洗设备内的残渣吸取收集起来进行后续杂质分析工作。滤芯需要进行烘干沉重，以计算从蒸汽发生器中冲出来的残渣总量。残渣总量的大小可以间接的说明上一个循环过程中二回路水质的控制情况。残渣较少，说明二回路水质控制较好。同时对残渣进行分析也可以反映出运行期间系统防异物控制水平和二回路腐蚀产物的迁移水平。通过对残渣铁単质的分析也可以看出压力冲洗是否对蒸汽发生器产生损伤。
2 历次大修冲洗数据及分析
2.1 历次大修冲洗数据
历次压力冲洗中均为发现金属异物，同时也为发现其他明显异物。残渣均为黑色粉末状，同时在首次大修压力冲洗时发现有少部分黑色颗粒存在，对比平行机组首次冲洗也出现这些黑色颗粒，查询应为机组建设阶段保护设备对表面进行的喷涂残余物。随着机组建设经验反馈，后续其他机组首次大修期间发现颗粒物质逐渐减少甚至未在发现。侧面反映出工程建设阶段也需要对设备进行管控，特别是为保护设备所采取的行动，如在机组启动前未全部清楚也可能对机组运行带来一定的影响。如下表2表3为两台平行机组的历次冲洗残渣数据：
表2.机组历次大修冲洗残渣量数据
Table2 flushing residue quantity data of unit during previous overhaul
大修轮次 | 残渣总量 (Kg) | 残渣中的単质铁含量（%） |
1 2 3 4 5 6 7 | 5.74 6.02 17.62 1.97 2.23 2.92 2.93 | 1.84 3.39 1.63 9.13 3.85 8.52 4.33
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表3.平行机组历次大修冲洗残渣量数据
Table3 flushing residue quantity data of parallel unit during for previous overhaul
大修轮次 | 残渣总量 (Kg) | 残渣中的単质铁含量（%） |
1 2 3 4 5 6 7 8 | 10.36 1.71 1.45 2.91 7.62 2.16 1.44 3.01 | 1.10 21.86 5.00 10.06 7.67 8.52 4.43 0.85
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2.2 数据分析
除首次大修外，可以看出历次蒸汽发生器残渣总量均不高，且趋于稳定，这也可以说明二回路水质控制逐渐好转并持续，同二回路水质参数做对比趋势也是一致的。同时，第三轮次大修残渣数据明显异常，查询该轮次大修前二回路控制，得知运行期间出现过海水漏入的污染事件，污染后机组二回路进行了整体冲洗包括对于一些死管段。并且机组重新启动后二回路水质控制也未出现明显异常，但是从冲洗残渣量来看，该次泄漏事件后二回路还是存在很多腐蚀产物迁移至蒸汽发生器的情况，这说明虽然水质污染得到了控制，但是还是对于二回路造成了一定程度的腐蚀，并且按照惯例的二回路水质控制并未有效阻止腐蚀产物迁移至蒸汽发生器，这是应该避免的情况。
另外，机组没轮次大修均进行蒸汽发生器冲洗，可以看出如机组无水质污染事件的情况下残渣量很少，说明腐蚀产物的产生及迁移均得到的了很好的控制。同时也要关注到単质铁的含量反而会出现一定程度的升高，侧面说明了压力冲洗也对蒸汽发生器产生了一定的影响，同时每次大修也使用了摄像技术对表面进行观察，未发现明显问题，影响是可以接受的。
3 建议
通过两台平行机组蒸汽发生器的冲洗数据可以看出采用该方法可以有效的清除蒸汽发生器底部的沉积物，保护蒸汽发生器本体。并且有利于后续二回路水质控制，侧面指导了二回路水质控制的优化方案，建议如下：
1)蒸汽发生器压力冲洗推荐机组大修时进行，可以考虑两三轮次大修进行一次，如机组运行期间出现水质污染事件，则建议必须执行冲洗；
2)目前压水堆二回路水质控制方案时优秀的，可以有效的保护二回路设备，限制腐蚀的产生以及腐蚀产物迁移至蒸汽发生器；
3)如机组出现水质污染，除对二回路设备进行冲洗已满足机组启动运行的要求外，建议通过提高二回路PH值等方式限制二回路腐蚀产物的迁移，避免腐蚀产物大量迁移至蒸汽发生器的情况。
参考文献：
[1]肖作善.热力设备水汽理化过程[M].第一版.北京.水力电力出版社，1987年11月.
[2]李培元.火力发电厂水处理及水质控制[M].第二版.北京.中国电力出版社，2008年1月.
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