除氧器系统.doc

秦山核电公司300MW核电机组系统教材除氧器系统秦山核电公司2002年3月秦山核电公司系统培训教材教材名称（Title）：核电厂启动从冷停堆至100%额定功率课程代号(Code):QYG.00.01除氧器系统教材编号：30211版 次Rev.编 制Writing校 对Checking审 核Reviewing修 订 说 明Modification Cause(s)批 准Approval日 期Date除氧器系统30211除氧器系统课程时间：1小时学员：先决条件：目的:本部分结束时，使学员能具有以下能力：1. 阐述除氧器系统的目的和功能。说明系统的目的和3个功能。简要说明为什么要求这些功能。2. 主要设备说明以下设备的性能参数和运行原则：除氧器除氧循环泵汽侧平衡管（也包括蒸汽发生器排污水经扩容器后的蒸汽接管）水侧平衡管三条主要进水管包括：凝结水、三号高加疏水和汽水分离器疏水低压缸第一级抽气管（四段抽气管）辅助蒸汽系统供汽管余汽节流排放管再沸腾管溢流装置放水管水位计溢流放水总管凝汽器四段抽汽逆止阀和电动隔离阀凝汽器水位调节装置除氧器水位调节装置联氨N2H4添加装置取样分析器放射性测量装置说明以上设备的功能3. 运行模式使用流程图，画出流道（气、液、电路），并给出以下各运行模式的主要设备状态：正常运行正常运行模式的描述启动和正常运行除铁冲洗（指安装、大修后、或长期停运后投运）充水、加热定压运行滑压运行异常运行“高高”水位“高高高”水位“低低”水位“低低低”水位余汽节流排放管处放射性测量高阀门故障水位计故障除氧循环泵故障除氧器系统主要故障的判断和处理失去动力电源失去仪用空气换料大修期间的停用保养4. 仪表使用流程图说明现场可验证的参数除氧器水位、压力、温度凝汽器热阱水位主给水流量凝结水流量辅助蒸汽压力低压缸第一级抽气（四段抽气）压力汽机功率联氨N2H4、含氧量等化学指标放射性测量其它重要的系统参数水位报警放射性高报给出报警信号的含义使用报警响应清单，说明操作人员为什么必须进行这些操作和核查给出正常运行时参数的近似值简要说明运行限值内容：系统的目的系统功能设备描述包括除氧器、除氧循环泵、汽侧平衡管、水侧平衡管、三条主要进水管（包括：凝结水、三号高加疏水和汽水分离器疏水）、低压缸第一级抽气管（四段抽气管）、辅助蒸汽系统供汽管、余汽节流排放管、再沸腾管、溢流装置、放水管、溢流放水总管、凝汽器、四段抽汽逆止阀和电动隔离阀、水位计、凝汽器水位调节装置、除氧器水位调节装置、联氨N2H4添加装置、取样分析器、放射性测量装置。仪表和控制包括除氧器水位、压力、温度；凝汽器热阱水位；主给水流量；凝结水流量；辅助蒸汽压力；低压缸第一级抽气（四段抽气）压力；汽机功率；联氨N2H4、含氧量等化学指标；放射性测量。运行模式正常运行模式的描述除铁冲洗、充水、加热；定压运行；滑压运行。异常运行模式的描述“高高”水位、“高高高”水位、“低低”水位、“低低低”水位、余汽节流排放管处放射性测量高、阀门故障、水位计故障、除氧循环泵故障、除氧器系统主要故障的判断和处理。停用保养运行事件分析选择一到两个与本系统有关的运行事件进行分析，加深学员对本系统的理解。教学方针：讲座：教师需要：1 大张流程图2 投影仪3 白板评定：涵盖课程内容的中间测试和终考。培训人员所用文件：教材：除氧器系统流程图：除氧器系统图除氧器断面简图除氧器纵剖面图目 录除氧器系统i目 录v1.系统功能12.系统流程13.除氧器和除氧给水箱13.1技术数据23.2除氧器结构43.3除氧器工作原理63.4除氧给水箱构造73.5系统布置74.运行94.1除氧器运行要点94.2除氧水箱水位联琐保护及控制104.3除氧水箱的水位整定104.4“高”、“低”水位：发警报；104.5除氧给水箱的水位整定和控制105.运行事件分析115.1事件1115.2事件2115.3事件3126.练习和答案14151. 系统功能(1) 除去凝结水中的气体（主要是氧气）。(2) 除氧器同时又是混合式加热器。(3) 为给水泵提供一定的净正吸入压头。2. 系统流程两台并列的除氧器和给水箱设置在“04”厂房14.5m标高的除氧间层，共用一套压力调整装置和水位控制系统。运行中不能单独解列或分隔运行。两台除氧器及其给水箱内部系统布置基本相同。 一条4255mm的汽侧平衡管和3375mm的水侧平衡管连通两台除氧器的汽、水两侧，以保持两台除氧器水位、压力相等。三条主要进水管：45710mm的凝结水、406.88.8mm的三号高加疏水和2737.1mm的汽水分离器疏水分别进入一、二号除氧器。除氧器所用蒸汽在正常运行中由低压缸第一级抽气供给，启动及低负荷时由辅助蒸汽系统供汽。蒸发器疏水经扩容器后的蒸发由1594.5mm管道直接接在除氧器的汽侧平衡管上。除氧后的余汽分别经节流垫排至空气系统，并在该处设有放射性测点。两只给水箱内设再沸腾管，在启动加热时使用。两套溢流装置和放水管分别由1#、2#给水箱接出。汇总后经3255mm溢流放水总管排入凝汽器。两只给水箱分别装有取样分析器。以便监督和分析除氧给水的各项数据。给水箱的下水系统是这样布置的：1#、2#给水箱分别接出一条5296mm的下水管进入各自的主给水泵（1#、3#主给水泵）。2#主给水泵由两台给水箱共用5296mm的下水管供水。正常运行中，选用一、二号或二、三号水泵运行时，可能会出现两台给水箱的水位偏差。辅助给水泵在除氧给水箱的水源处从水平衡管接出（管径2196mm），从水平衡管引出一条2737mm的管道供除氧循环泵用水。在下水管处还设置加N2H4装置，运行中加联氨进行化学除氧，使进入蒸发器的水含氧量小于5ppb。除氧循环泵从水侧平衡管吸水，升压后与凝结水管相连，返回除氧器。3. 除氧器和除氧给水箱除氧器和除氧给水箱是核电站二回路系统的重要设备。除氧器通过热力除氧方法，除去溶解于凝结水中的氧气，二氧化碳等有害气体，确保进入蒸发器的给水水质合格。除氧给水箱则是贮存有一定容量的除氧给水，以满足电站稳态和瞬态工况变更的需要。秦山核电站一期工程装机容量为30万千瓦机组，配置了两台出力各为1080t/h的除氧器和两只容积为180m3的给水箱。3.1 技术数据(1) 除氧器技术数据项目单位数值型号GC1080设计压力（表压）Mpa0.515设计温度271最高工作压力表压Mpa0.222最高工作温度170额定出力t/h1080喷咀压力降Mpa0058喷咀总数只74单只喷咀出力t/h16允许最大进水量t/h1060正常运行压力（表压）Mpa0.190正常运行温度132.2滑压最低压力（表压）Mpa0.049滑压最低温度110.8安全阀台数只3安全阀动作压力（表压）Mpa0.515安全阀总排放量t/h32.424焊缝系数/0.85腐蚀余量mm1出水含氧量ppb7(2) 除氧给水箱技术数据项 目单 位数 值型号设计压力（表压）最高工作压力（表压）设计温度最高工作温度正常容积有效容积满水容积水箱直径厂家水压试验压力现场水压试验压力正常运行压力（表压）正常运温度滑压最低压力（表压）滑压最低温度安全阀数量安全阀动作压力安全阀总排放量容器类别焊缝系数腐蚀余量MPaMPam3m3m3mmMPaMPaMPaMPa只MPat/h/mmGS1800.5150.22227117014018020938000.5151.50.5151.250.19132.20.049110.830.51532.424一类0.851.5(3) 额定工况量进入每台除氧器的工质参数a. 凝结水水量698t/h，温度102.8。b. 高压加热器疏水水量254.6t/h，压力0.676MPa（表压），温度138.9c. 汽水分离器疏水水量91.4t/h,压力0.685MPa（表压），温度169.6。d. 排污扩容器二次汽汽量4t/h，压力0.196MPa(表压)，温度132.9。3.2 除氧器结构图1 除氧器断面简图除氧器断面简图（图1）。除氧器纵面图（图2）。(1) 除氧器本体除氧器本体由园柱形筒身与两只椭球面封头焊制而成，本体的材料是20g+1Cr18Ni9Ti(22+3)复合钢板，所有内部零件和管接头材料均为不锈钢（1Cr18Ni9Ti）。(2) 凝结水进水室进水室是一个弓形不锈钢罩板与两端两块挡板焊在筒体上而成。弓形罩板上沿除氧器长度方向均布74只16t/h恒速喷咀及6只排放非冷凝气体用排气管的套管。图2 除氧器纵剖面图(3) 喷雾除氧段空间喷雾除氧段空间是由两侧的两块侧包板（见图1）与两端密封板焊接后组成（见图2），两端密封板都有人孔。(4) 深度除氧段深度除氧段也是由两侧的两块侧包板与两端密封板焊接后组成（见图1、图2）上部空间是喷雾除氧段空间，下部空间是装满淋水盘箱的深度除氧段，深度除氧段由上层布水槽钢、中层淋水盘箱、下层棚架组成。(5) 蒸汽进汽管和布汽孔板除氧器两端各有一个Dg30进汽管，过热蒸汽从进汽管进入除氧器时，由布汽孔板把蒸汽沿除氧器的下部断面上均匀布开，使蒸汽均匀地从栅架底部进入深度除氧段。(6) 除氧器的出水管和蒸汽连通管。除氧器的出水管和蒸汽连通管通过过渡接管直接与除氧给水箱相连通。(7) 淋水盘箱淋水盘箱是除氧器深度除氧段中主要除氧元件，共有128只，全部由不锈钢制造，其外形尺寸为505376mm，该箱由侧板、角钢和小槽钢组成，其结构如图3。图3 淋水盘箱组件(8) 恒速喷咀恒速喷咀安装在充满凝结水的凝结水进水室中的弓形不锈钢罩板上。喷咀的性能：喷咀的全压差P6m水柱，喷咀的开启压差（最小压差）是0.0235MPa，喷咀最大压差是0.0568MPa，喷咀额定流量为16t/h，特性见图4。3.3 除氧器工作原理除氧器的工作原理是：凝结水通过进水管进入除氧器进水室，因凝结水的压力高于除氧器汽侧压力，水汽两侧的压差P作用在喷咀板上，将喷咀上的弹簧压缩，打开喷咀，凝结水从喷咀中喷出，形成一个园锥形的水膜，进入喷雾除氧段空间。在这个空间中过热蒸汽与园锥形水膜充分接触，迅速将凝结水加热到除氧器压力下的饱和温度，绝大部分的非冷凝气体均在喷雾除氧段中被除去。图4 恒速喷嘴流量与压差曲线图穿过除氧空间的凝结水喷洒在淋水盘箱上的布水槽钢中，布水槽钢均匀地将水分配给淋水盘箱。淋水盘箱由多层一排排的小槽上下交错而成。凝结水从上层小槽钢的两则分别流入下层小槽钢中。一层层交错流下去，共经过16层小槽钢，使凝结水在淋水盘中有足够的停留时间，充分地与过热蒸汽接触，使汽、水热交换面积达到最大值。流经淋水盘箱的凝结水不断再沸腾，凝结水中剩余的非冷凝气体在淋水盘中被进一步除去，使凝结水中含氧量达到给水水质标准（含氧量9，化验水质合格（铁离子、悬浮物、pH值等）投入备用汽源，提升除氧器水温压力到110、0.05MPa（表压），并在此压力下先进行大气式除氧。当机组升负荷至65%额定功率时，自动打开四段抽汽逆止阀和开启四段除氧器供汽阀，同时关闭辅助蒸汽进汽阀，除氧器进入滑压运行，进行压力式除氧，直至满负荷。(3) 除氧器加热汽源切换时应密切注意除氧器压力波动不应过大，这种过大压力波动会影响除氧效果，严重时会引起除氧器振动，运行人员应密切注意监视。正常运行时由四段抽汽供汽，当负荷降至5060%时应取滑压运行，并切换至辅助蒸汽系统供汽。当负荷减至5%时应及时启动除氧循环泵。(4) 除氧循环泵故障停运情况下，除氧器进水中断。此时，禁止向除氧器供汽，除氧器供汽阀应关闭，以防止除氧器超压。此时给蒸汽发生器提供合格用水，可投入再沸腾装置来加热除氧给水箱的给水，给蒸汽发生器提供合格用水。(5) 除氧器在安装后或大修后投运前，应进行安全阀就地动作试验，运行中应进行定期活动试验以防卡涩。(6) 正常运行中两台除氧给水箱水位应自动保持平衡，若出现较大偏差时，应及时校对就地水位计，并应查明原因予以消除。(7) 除氧器长时间停用时应采取防腐措施，以防止水箱内壁有害气体的侵蚀，一般采用水箱充水并加氨和联氨，pH9.510，联氨浓度200ppm以上，除氧器及水箱上部空间充氮保养方式。4.2 除氧水箱水位联琐保护及控制本机组除氧给水箱设有水位控制调节装置，正常水位在140m3容积处，向上至“高高”水位即180m3容积处，变化值为40m3；向下在“低低”水位处，变化值为36m3。除氧器水位和热水井水位是互相协调的。它采用给水流量、除氧器水位、凝结水流量三冲量调节。除氧器的进水量由凝汽器水位调节装置控制，而凝汽器的补水调节阀由除氧器水位调节装置控制，即除氧器水位“高”时关小至凝汽器补水调节阀，水位“低”时则开大，水位“低低”时启动补水泵向凝汽器补水。除氧给水箱的水位保护是由除氧水箱上电气接点液位发讯器发生讯号，经自动控制系统实现。4.3 除氧水箱的水位整定a. 正常水位：20.15mb. “高”水位：2.15mc. “高高”水位：2.94md. “高高高”水位：3.04me. “低”水位：1.85mf. “低低”水位：1.15mg. “低低低”水位：0.55m4.4 “高”、“低”水位：发警报；a. “高高”水位：溢流保护动作开启，关闭三号高压加热器和分离器至除氧器的疏水阀。b. “高高高”水位：强行关闭低压缸I段抽汽逆止阀和抽汽阀。c. “低低”水位：通过电气接点自启动化学除盐水泵。d. “低低低”水位：切除主给水泵。4.5 除氧给水箱的水位整定和控制除氧给水箱水位是以给水箱中心线为零位作相对标定的。a. 正常水位：+500mm，与溢流筒口齐平，容积140m3，上下波动150mm。b. 高水位：+650mm。c. 高高水位：+1440mm，此时水箱容积180m3。d. 高高高水位：+1540mm，即危急水位。e. 低水位：+350mm。f. 低低水位：-350mm，水箱容积104m3。g. 低低低水位：-950mm即危急水位。5. 运行事件分析5.1 事件1秦山核电公司运行部事件报告编号YSB2001005填写日期2001-2-5标题1# MSR分离器疏水箱、热井、除氧器液位异常变化填写人陈永行填写岗位.机功率300MWe堆功率882MWt事件日期2001-2-4事件时间10:00:00分类设备核安全相关False情况说明事件描述2月4日10：20，“1# MSR分离器疏水箱水位高”报警，同时除氧器热井液位有明显变化，初步判断是1CV-3M（1# MSR壳体正常疏水调阀）调节失灵。就地查看，1CV-3M阀位反馈机构连杆振断，汇报值长。13：10经检修，1# MSR分离器疏水箱水位高报消除，热井、除氧器液位逐渐恢复正常。管理科评价使该阀调节机构失灵，影响正常运行。经验反馈现在机组已达满功率运行，如有任何报警应立即响应，查明原因，同时观察机组其它参数的变化，找出问题所在。经理意见根据故障现象判断、分析正确，处理及时，作为经验推广，望大家学习借鉴。纠正措施5.2 事件2秦山核电公司运行部事件报告编号YSB1999022填写日期2000-10-13标题除氧循环泵控制回路接地填写人龚兵填写岗位机功率300MWe堆功率877MWt事件日期2000-10-12事件时间14：45分类设备核安全相关False情况说明事件描述10月12日14：45，主控发“二回路直流220V母线接地”报警信号，经电气人员检查未找到接地，但怀疑是380V工作II段直流电源接地。“二回路直流220V母线接地”长期存在对核电厂的稳定运行时十分危险的。 16：15，在更换2#凝泵绿灯时，除氧循环泵绿灯突然亮（此绿灯长期不亮，挂有缺陷牌），而除氧循环泵的控制电源正是380V工作II段直流。怀疑该泵的控制电源接地。令电气值班长（贺斌）断开除氧循环泵的控制、合闸电源（取下直流熔丝），主控接地报警信号立即消失，消除了影响电厂安全稳定运行的一个隐患。 作为一名操纵员，当发现任何异常时，一定不要放过。管理科评价经验反馈运行人员在工作中应时可保持注意力，培养探索问题的良好工作习惯，上述实践值得大家学习。经理意见5.3 事件3状态报告报告编号：ZTBG02-02020状态标题：MSR分离器至除氧器正常疏水调节阀后管道冲刷填写人：填写日期：2002-1-19填写部门：运行部负责部门：生产计划部关闭状态：报国家安全局：否报告级别：C实际关闭日期：状态描述：目前MSR分离器至除氧器正常疏水调节阀后管道泄漏有两种情况：第一种是疏水进除氧器弯管处多处焊缝砂眼漏汽，该处弯管采用的是焊接三通型式（一端用平板封堵），泄漏的原因是汽水两相流冲刷造成。第二种是1MSR分离器至2除氧器疏水调节阀后与异径管焊缝多次出现漏汽。最初怀疑这路疏水管道在运行中振动较大，引起该处焊缝应力集中,疲劳拉裂，为此在2000年大修中在这路管道上增加支吊架，减少了管道的振动。但2001年9月该处焊缝又出现泄漏，因此还应考虑汽水两相流冲刷的问题。针对上述两种情况建议在大修中综合考虑各种因素，对该处管道进行改造，提高设备可靠性。备注：转移到计划检修调整。6. 练习和答案1. 干洗和捉漏结束，凝汽器打水时，为何要通知除氧器注意水位？答案：凝汽器打水时，大量温度比较低的水进入除氧器，使与该机对应的除氧器汽平衡的加热蒸气或工膨汽因过冷迅速凝结，造成该除氧器压力降低，水位就可能要升高，现虽采取了措施，如开启低温凝水阀门，但对水位仍有影响，所以要通知除氧器值班人员注意水位。2. 除氧器采用滑压运行，当汽机负荷降至约60%时，除氧器切换至定压运行。3. 除氧器滑压运行的优点是：无 节流 损失；在低负荷运行时，不用切换到 上一级抽汽 和停用 本级抽汽，故热经济性较高。4. 除氧器在滑压运行中应注意两方面问题：当负荷骤升时，因 压力 升高较 水温 升高快，将导致除氧效果 恶化 ；当负荷骤降时，容易造成 给水泵汽蚀 。5. 除氧器安装高度对给泵运行有何影响？答案：除氧器是密封式的压力容器。除氧器水温相当于除氧器压力下的饱和温度，在这种情况下，如给泵和除氧器装在同一高度上，那