马磊
摘 要
针对秦二厂3、4#机组ASG系统汽动泵蒸汽管线上疏水管道出现的疏水不畅、温度过高、管道穿孔腐蚀及堵塞严重、地坑排水设备频繁故障、冷却效果差引起的厂房蒸汽弥漫等问题，分析出了管路布置及管道选材不合理、冷却水中氯素物质的影响及疏水器选型和布置不满足要求等根本原因，并通过采取疏水管路独立布置、冷却水注入口移位、管道正确选材、改善加氯方式和疏水器换型及重新布置等措施取得了明显的效果;又进一步探索从增加地坑泵及地坑的体积、验证RPE地坑泵可用性的定期试验来优化完善ASG这个专设安全系统的可靠稳定备用，为后续该系统的进一步改造和优化提供了可靠客观的参考和有力的保障。
关键词
疏水;穿孔;地坑;蒸汽;汽水分离器
中图分类号： TM623 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.052
0 前言
秦二厂3/4ASG系统（辅助给水系统）的汽动泵处于热备用或启动期间，其蒸汽管线上都会有疏水，可由于其疏水管道的选型及现场安装布置不合理，导致疏水不畅和疏水温度过高，从而带来三个严重的问题：疏水不畅，将导致蒸汽消耗量大，影响机组的效率并加速下游管线的腐蚀;蒸汽含水分大品质差，工作效率低，导致汽动泵启动较慢甚至不启动;疏水温度高，下游接收地坑的设备损坏频繁，处理起来费时费力，导致房间被淹，蒸汽弥漫厂房，水分进入GB沟和电缆层，加速电缆的老化，也是诱发GB沟环境潮湿的原因之一。
1 系统原疏水方式出现的问题及后果
1.1 管道三通位置频繁出现穿孔
分离器下游疏水管与SEP直接注入冷却水连接三通处频繁出现穿孔，共达24次;三通处穿孔后果严重，高温水或蒸汽喷出有烫伤人员的风险，地面积水极易影响房间内运行的风机，水汽沿着通道进入电缆层及GB沟内，增大GB沟的空气湿度，使电缆长毛老化，减少使用寿命。
1.2 疏水管道堵塞
机组自商运以来，分离器下游疏水管道的堵塞问题达4次;若疏水管道堵塞導致疏水不畅，将影响汽动泵蒸汽透平的汽源的工作效率，势必造成汽动泵启动过慢甚至严重时不可用，从而导致机组后撤退防。
1.3 SEO坑重要设备频繁损坏
疏水下游地坑泵、液位开关和电源线等重要设备频繁故障损坏，总计达21次;若地坑因此满溢，则中控室就触发污水管网满溢报警，不利于操纵员对整个系统报警的监测;况且坑较深且温度高（高达71℃），不易及时采取临时措施以及后续问题的处理。
1.4 厂房蒸汽弥漫影响电缆寿命
分离器所在房间及地坑所在区域的房间空气湿度大，在地坑重要设备故障而满溢期间，湿度更大，更有甚者整个区域蒸汽弥漫。这部分水分沿着管廊和走道，蔓延至LX厂房-1楼的电缆层以及通过孔洞到达GB沟，造成电缆层及GB沟区域环境潮湿，水分大，电缆表面长毛，加速老化，严重影响其使用寿命。
2 分析原疏水方式来查找原因
2.1 原疏水方式概述
汽动泵蒸汽管线的三个点的疏水管路均经过标准的疏水器PU加旁路阀的方式并联汇集至汽水分离器的上游，经汽水分离后乏汽通过消音器排向大气，而其下游疏水与直接注入的冷却用SEP饮用水汇集;汽动泵启动后，做功后的乏汽管路上还有一个疏水点，四个点的输水管线过于集中。
2.2 SEP水直接注入来冷却高温疏水，效果不佳
查看现场的管道布置，发现分离器的下游疏水管在贴近地面处有一长约50cm的水平管段且管径为73.0mm，然后向上延伸50cm穿墙而过，而冷却用水SEP在该延伸管段采用直接注入方式。由于此处管径小，管段向上延伸，SEP管网压力（0.4Mpa）低、温度高（夏季最高33℃），加上现场管道布置曲折复杂所导致的介质流速小，采用直接注入的方式，搅浑冷却效果差。
2.3 管材材质选择不合理
SEP管材为镀锌钢管，俗称20#钢，阀门为铸铁，管内流通的介质SEP水含有氯离子（Cl-），两者反应发生点蚀并析出腐蚀产物，4Fe（OH）3沉积在坑口形成多坑的蘑菇状壳层。随着腐蚀的形成，点蚀以自催化过程不断发展下去，加上重力的影响，使蚀坑不断向深处发展直至饰穿。
2.4 SEP水中成分的影响
秦二厂的SEP饮用水系统水源中含有可溶性的钙（Ca2+）、镁（Mg2+）等离子，会与高温疏水（约91℃）中溶解的CO2反应，形成难溶的固态物CaCO3、MgCO3和Mg（OH）2，再加上点蚀过程中析出的Fe（OH）3，日积月累附着在管道内壁极易造成管道堵塞。
2.5 疏水器的现场安装不满足要求
根据核电厂饱和蒸汽疏水要求，其相关管线上的疏水器需采用倒吊桶形蒸汽专用疏水器，且为了防止在疏水的同时蒸汽发生外漏，疏水器的出口安装高度需高于疏水器本体，以便于形成U型水封达到密封蒸汽的作用;可现场检查发现该系统蒸汽管线有5个疏水器不满足，其中2个无足够疏水高度差;显然这是造成疏水不畅、蒸汽排气口蒸汽量大和管线有热冲击的根本问题。
3 根据分析对原疏水方式进行改造
3.1 将各疏水管分开布置分别引入SEO和RPE坑
为了防止共模堵塞效应，将分离器的下游疏水管、ASG汽动泵蒸汽透平的乏汽管道疏水管各自分开，独立布置分四路分别引入SEO和RPE坑。
3.2 正常工况下的SEP冷却水注入口移位
正常工况下，为了改善直接注入冷却效果不佳的缺点，在分离器下游这两路疏水管靠近SEO坑附近新增加两路独立的SEP冷却水。这样注入的冷却水流速快，与高温疏水汇合后也注入SEO坑中。由于管道布置简单畅通，疏水管道注入口深入坑内约60cm（坑总深约1m），流出的冷却水直接注入坑底后向上流动，流过坑内静止的水，这样的搅浑效果好，冷却效果亦佳。
3.3 管道重新选
为了避免SEP管材即20#钢与SEP水中有害离子（Cl-）发生点蚀穿孔，将原冷却水管及新增加的两路SEP冷却水管全部更换为耐腐蚀的不锈钢，新增加的四路疏水管也为耐腐蚀的不锈钢材质。
3.4 改善加氯方式
现在水厂的加氯是将NaClO一次性加入水中，这样可能造成局部过浓、局部又缺乏的情况。优化方式为持续加氯，保证每段SEP水管中都保持均匀相当的氯量。
3.5 按要求将疏水器重新安装
按照核电厂饱和蒸汽的疏水要求，偏安全考虑将5个疏水器更换为疏水量更大的800kgh的倒吊桶型专用蒸汽疏水器，且均满足其安装要求，即出口高于疏水器本体以形成水封来密封蒸汽。
4 对改造后疏水方式的进一步探索
4.1 SEO坑各增加一台泵
截至目前，SEO坑都只有1台排水泵，电源均取自8LKP母线。这将导致以下问题：一旦这台泵故障，电气厂房负二楼就会被淹掉，需要紧急办理TSD加临时泵;当8LKP母线或上游8LGIB母线停役时，需要进行再供电或加临时泵。
这两种问题的常用对策就是紧急办理TSD进行再供电并加装临时泵。首先，无疑增加了TSD的办理数量;其次，费时费力还影响美观，并且临时排水管线穿过厂房门还影响厂房边界的完整性。建议8SEO001/003PS各增加一台正式泵，电源取自8LKI母线，可以互为备用，即可满足冗余原则又可解决上述问题。
4.2 增加SEO坑的体积
目前SEO坑泵8SEO001/003PO的启泵定值为0.6m，停泵定值为0.3m，泵每启停一次排走的水量仅为：V排=1m×1m×（0.6-0.3）m=0.3m3;建议将地坑的长×宽×高由原来的1m×1m×1m扩大为4m×2m×1m，泵的启停定值不变，这样排水体积可0.3吨增加到2.4吨。
4.3 增加RPE坑的体积
若发生RPE地坑设备故障，导致无法排水，为防止RPE地坑溢流，建议适当增大其体积，将地坑的长×宽×高由原来的1m×1m×1m扩大为3m×2m×1m，泵的启停定值不變，这样排水体积由0.3吨增加到1.8吨。这样即使发生泵故障，也可暂存大量的疏水。
4.4 增加验证RPE地坑泵可用性的定期试验
建议增加验证RPE地坑泵可用性的定期试验，有两个方案：方案一，就近从分离器下游疏水管的SEP冷却水管上单独增加一路到RPE坑的管路并加隔离阀，试验要点是打开该阀，向RPE坑放水，达到该泵的启动定值后关阀，观察泵可以正常启停，稳妥起见该阀平时采用运行隔离控制——关闭上锁;方案二，在执行汽动泵启动的定期试验前，将下游疏水由正常状态切至事故状态，靠汽动泵运行时的大量疏水来验证RPE地坑泵的可用性。方案一操作简单，方案二可以全面地验证该地坑泵及事故疏水管路的可用性。
5 结论
本文针对ASG系统汽动泵蒸汽管线上出现疏水问题及冷却效果差引起的厂房蒸汽弥漫和排气口冒大量蒸汽等问题，通过现象查找根本原因，并通过采取疏水管路独立布置、冷却水注入口移位、正确选材、改善加氯方式和疏水器换型及重新布置等措施取得了一定的效果;通过采集数据对比，发现地坑水温度由63.3℃下降到45.2℃，降低18℃，表明效果显著;进一步的探索从增加SEO坑和RPE坑的体积、增加一台SEO地坑泵作为冗余备用、增加验证RPE地坑泵可用性的定期试验来优化完善ASG这个专设安全系统的可靠稳定备用，为后续系统的进一步改造和优化提供了可靠客观的参考和有力的保障。
参考文献
[1]曹志文，等.秦二厂三、四号机组中级运行培训教材.2014年2月.
[2]秦山核电二期扩建工程ASG系统系统手册.核工业第二研究设计院，2008年1月.
[3]黄桂桥，等，我国金属材料水环境腐蚀类型及其评定.2010年4月.
[4]张维.秦山第二核电厂SEP管道腐蚀与防护研究.
