1.核电站防冻策略的改进
核电站的布局基本相同。在设计中,对相关厂房和系统进行了改造,并增加了一些防冻措施。
核岛车间:包括反应堆、核辅助、连接、电气等车间。墙体和屋顶安装保温材料,门窗安装闭门器和密封条,确保车间的完整性。
常规岛:主要是汽轮机厂房。自然进气与机械进气相结合,屋顶采用风机机械排气,冬季采用散热器与加热器相结合的加热方式,保证厂房温度。
厂区直埋管道:管道布置时埋在冰冻线以下,保证极低温下介质不冻结,保证管道完整性。
泵站:降低取水口速度,有利于冰水分离;取水口设置导冰、拦冰设施,防止冰堵;热水回流保证取水前池温度高于0℃。泵坑还设计了通风系统,保证房间温度,保温材料包裹在走廊内的管道中。
电气系统:相关设备尽量安装在室内,并通过通风系统保证设备间的温度。
仪表系统:仪表及测量管道采用先进的恒温电伴热方式。室内安装的仪表采用仪表箱整体伴热方式,室外仪表采用仪表保温箱和伴热带缠绕的伴热方式,保证仪表管道的正常运行。
消防系统:通过深埋管道、采暖系统等方式保证系统功能正常。
通风系统:厂房通风系统增加加热设备,根据不同情况将电或热水转化为暖通空调系统,确保冬季正常运行和维护期间厂房温度。
2.冬季大修对防冻效果的影响
核电站冬季大修期间,系统停运会使厂房失去部分防冻措施。同时,电气板的停运会导致热带、加热器等工作电源的丧失,导致厂房温度下降,从而影响系统的正常功能和核电站的安全。
(1)两列电气板的停止维护:通风系统风机、电动阀、电加热等。由于失去电源或控制电源,影响工厂温度,影响仪表、管道电加热系统等正常工作。
(2)空气加热系统维护:空气加热系统相关设备的维护将导致通风系统不可用,无法维持相应的工厂温度。
(3)人员流动:第一次检修需要数千名维修人员参与,现场人员检查活动,大量人员流动必然间歇性破坏厂房完整性,影响厂房温度。
(4)设备和工具的运输:维护工具的运输和部分设备的维护应在特定厂房进行。这些涉及开关车间大门的维护工作将对车间温度产生很大影响,如打开设备舱降低反应堆车间温度;打开汽轮机车间,打开车门,降低汽轮机车间温度。
(5)其他:如临时通过厂房铺设电缆,临时冲洗管道影响厂房完整性,不利于厂房保温。
因此,冬季检修工作会导致厂房温度下降,仪表、管道伴热带等功能丧失正常,因此防冻研究需要从厂房和设备保温方面进行。
3.冬季大修的防冻策略
3.1厂房保温
3.1.1.电气盘的维修
电气盘一般分为A、B两列,通常两列电气盘下游都有加热器、伴热带等。大修前期,需要对停止检修的电气盘进行详细的停止分析,研究下游负荷;如果必须停止运行,需要提前安装加热器等临时加热设备;对于必须停止运行的加热设备,必须进行再供电,以确保加热设备和伴热带的正常运行;此外,需要尽量缩短维护事件,制定详细的维护计划,确保严格按照维护计划执行,尽快恢复电气盘的可用性,从而恢复加热保温设备。
3.1.3通风系统的维护
核电站一般在反应堆厂房、电气厂房、汽轮机厂房、泵站厂房安装单独的通风系统,保证厂房温度。通常,通风系统增加加热设备,根据不同设备、不同情况安装电加热或水加热设备,保证正常运行和维护温度;部分开放式厂房改造为封闭式厂房或封堵;柴油机等重要敏感设备房间安装低温报警设备,一旦温度达到报警值,运行或厂房保温小组采取必要的干预措施;此外,在通风口增加防雨防雪措施。在规划控制方面,制定通风系统维护计划,严格按计划执行,避免增加时间造成不必要的影响。同时,根据中长期项目优化,保温、加热等设备的维护安排在高温夏季进行。
3.1.44人员进出及设备运输
检修工作量大,人员多,需要频繁的人员进出和设备运输,会对厂房的完整性造成间歇性的破坏,影响厂房的温度。因此,对于汽轮机厂房南北大门的维修,涉及到大型设备和维修工具的运输,大门短时间内打开可能会使厂房降温。这种类型的大门需要安装热风幕、门斗或门帘来补充厂房的密封完整性,同时定期有计划地打开,集中运输设备,避免因大门长开而导致温度急剧下降;对于重要敏感设备房,安排24小时人员检查,无需关闭厂房门或房间门;对于设备舱门的开启,需要严格按照大修计划的三天滚动计划执行,工具运输完成后立即关闭。
3.2设备保温
北方核电站大部分系统分布在厂房内。在正常运行过程中,通过辅助设备保温可以保证核电站的安全可靠,但仍有部分设备安装在室外,如主变压器、辅变压器等。这部分设备必须考虑设备保温。
对于室外系统和设备的维护,如主要变化的维护,一是防止冷却油冻结,二是确保维护人员适当的工作环境。可通过建造临时保温棚和安装加热室内设备来提高环境温度,以确保维护的顺利进行。室外系统管道,通过增加伴热带等方式确保环境温度,避免介质结冰。厂房门窗附近的设备,即使厂房完整性和通风系统保持完好,仍不能满足要求的温度。可单独考虑保温处理,如安装临时加热设备、管道加恒温电伴热或临时排空,可通过建造保温棚、安装加热设备等方式提高周围环境温度,确保维护过程的顺利进行。
4.综述结论
通过研究冬季大修对维修工作的影响,分析了防冻策略的应对措施。冬季大修可从厂房保温和设备保温两个方面进行。冬季防冻是国内核电站特别是北方核电站的新课题,需要通过经验积累和科技进步逐步完善,确保核电机组的安全稳定运行。