〔摘要〕描述了某核電廠球罐液位計(jì)漏液監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀，分析了單一的外部漏液監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足，提出了采用球罐液位計(jì)內(nèi)外部漏液分別獨(dú)立監(jiān)測的技術(shù)改進(jìn)方案。該方案在核電廠的成功應(yīng)用保證了勵(lì)磁機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了核電機(jī)組的可用率。
引言
大型核電機(jī)組的勵(lì)磁機(jī)一般采用循環(huán)空氣冷卻，冷卻空氣在冷卻器和勵(lì)磁機(jī)之間進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，在經(jīng)過勵(lì)磁機(jī)和冷卻器時(shí)發(fā)生熱交換，將勵(lì)磁機(jī)正常運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量*終傳遞給冷卻器內(nèi)部銅管里的冷卻水。
在機(jī)組運(yùn)行過程中，若球罐液位計(jì)內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏，漏液會(huì)隨著冷卻空氣一起進(jìn)入勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部，造成勵(lì)磁機(jī)內(nèi)的電氣元件短路。當(dāng)球罐液位計(jì)外部管道發(fā)生泄漏時(shí)，會(huì)造成冷卻器的冷卻能力下降。
因此，對球罐液位計(jì)內(nèi)外部管道的泄漏情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，是保障核電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。
1 系統(tǒng)介紹
某核電廠的勵(lì)磁機(jī)采用ALSTOM生產(chǎn)的TKJ167-45 型無刷勵(lì)磁機(jī)，該型號的勵(lì)磁機(jī)采用循環(huán)空氣冷卻，兩臺(tái)空氣冷卻器并排安裝在勵(lì)磁機(jī)的正上方，冷卻空氣在冷卻器、風(fēng)管以及勵(lì)磁機(jī)外罩連接形成的閉合風(fēng)路中進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，具體情況如圖 1 所示。
兩臺(tái)空氣冷卻器配套的漏液監(jiān)測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測冷卻器外部管道泄漏情況，當(dāng)外部管道泄漏時(shí)，漏液通過收集管引入一臺(tái)磁翻板式液位計(jì)，液位計(jì)中收集的漏液液位超過 200 mm 時(shí)觸發(fā)報(bào)警信號；若運(yùn)行、維修人員未及時(shí)采取干預(yù)措施消除故障，液位超過 800 mm 時(shí)，將觸發(fā)跳機(jī)信號。這種方式存在不合理之處，需要改進(jìn)。
2 漏液監(jiān)測系統(tǒng)問題分析
2.1 缺少內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測裝置
實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，球罐液位計(jì)內(nèi)部銅管發(fā)生泄漏的概率較低，但一旦發(fā)生泄漏，漏液會(huì)隨著冷卻空氣沿閉合風(fēng)路進(jìn)入勵(lì)磁機(jī)內(nèi)部，造成勵(lì)磁機(jī)短路損壞的嚴(yán)重后果。為了保證機(jī)組安全，應(yīng)有冷卻器內(nèi)部銅管泄漏監(jiān)測裝置，然而現(xiàn)場沒有配置此類裝置。

2.2 外部管道漏液監(jiān)測裝置的問題
球罐液位計(jì)外部管道的接頭或法蘭處經(jīng)常由于維修質(zhì)量或密封圈老化破損等原因而發(fā)生泄漏。當(dāng)外部管道泄漏時(shí)，若無法進(jìn)行有效監(jiān)測并采取必要的干預(yù)措施，將導(dǎo)致泄漏持續(xù)，進(jìn)而造成冷卻器的冷卻能力下降，泄漏嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致勵(lì)磁機(jī)過熱，影響發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，若冷卻器外部管道發(fā)生泄漏，通過運(yùn)行和維修人員在線干預(yù)即可修復(fù)故障。然而現(xiàn)場配置的外部管道漏液監(jiān)測裝置在漏液液位超過800 mm 時(shí)，就會(huì)觸發(fā)跳機(jī)。在此過程中，存在球罐液位計(jì)外部管道泄漏導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。
3 技術(shù)改進(jìn)方案
針對該核電廠所采用的 TKJ167-45 型無刷球罐液位計(jì)外部管道監(jiān)測裝置存在問題及對內(nèi)部管道泄漏無法監(jiān)測的問題，對球罐液位計(jì)的漏液監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。改進(jìn)后的系統(tǒng)包括內(nèi)部漏液監(jiān)測和外部漏液監(jiān)測兩部分，二者相互獨(dú)立。當(dāng)監(jiān)測到冷卻器內(nèi)部管道泄漏時(shí)，能夠及時(shí)觸發(fā)報(bào)警和跳機(jī)信號，避免勵(lì)磁機(jī)燒毀；當(dāng)監(jiān)測到冷卻器外部管道泄漏時(shí)，僅觸發(fā)報(bào)警信號，提醒運(yùn)行和維修人員及時(shí)處理故障，從而保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。
3.1 內(nèi)部漏液監(jiān)測改進(jìn)方案
在冷卻器底部兩側(cè)各安裝一塊擋板，形成一個(gè)內(nèi)部漏液收集池。在內(nèi)部漏液收集池底部開孔，并在小孔的下方安裝 U 型槽，U 型槽的一端封堵，另一端與漏液收集管相連，通過漏液收集管將冷卻器內(nèi)部漏液送入內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置，如圖 2 所示。

內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置包括 1 臺(tái)磁翻板式液位計(jì)及配套的 4 個(gè)液位開關(guān)。當(dāng)液位計(jì)中收集的漏液液位超過 200 mm 時(shí)，液位開關(guān)①會(huì)觸發(fā)漏液高一段報(bào)警信號。當(dāng)磁翻板式液位計(jì)中收集的漏液液位超過800 mm 時(shí)，液位開關(guān)②、③、④根據(jù)“三取二”邏輯運(yùn)算結(jié)果發(fā)出漏液高二段報(bào)警和跳機(jī)信號。
3.2 外部漏液監(jiān)測改進(jìn)方案
在勵(lì)磁機(jī)外部管道的接水盤上開兩個(gè)小孔，并通過外部漏液收集管將接水盤上收集的冷卻器外部漏液送入外部漏液監(jiān)測裝置，如圖 3 所示。外部漏液監(jiān)測裝置包括 1 臺(tái)磁翻板式液位計(jì)及配套的 1 個(gè)液位開關(guān)。當(dāng)液位計(jì)中收集的漏液液位超過200 mm 時(shí)，液位開關(guān)⑤會(huì)觸發(fā)報(bào)警信號。

4 總結(jié)
改進(jìn)后的球罐液位計(jì)漏液監(jiān)測功能通過相互獨(dú)立的內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置和外部漏液監(jiān)測裝置來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)球罐液位計(jì)的內(nèi)部管道泄漏時(shí)，內(nèi)部漏液監(jiān)測裝置將觸發(fā)報(bào)警或跳機(jī)信號；當(dāng)球罐液位計(jì)的外部管道泄漏時(shí)，外部漏液監(jiān)測裝置僅觸發(fā)報(bào)警信號，提醒運(yùn)行和維修人員及時(shí)采取干預(yù)措施。球罐液位計(jì)內(nèi)外部漏液分別獨(dú)立監(jiān)測方案在核電廠的成功應(yīng)用，保證了勵(lì)磁機(jī)的安全運(yùn)行，提高了核電機(jī)組的可用率。這項(xiàng)改造也為相關(guān)電廠的設(shè)備改造提供參考。