一種核電站主泵軸封壓力平衡裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電站主泵軸封壓力平衡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站主泵軸封壓力平衡裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國在運(yùn)或在建的核電站以壓水堆為主，機(jī)型屬于第二代核電技術(shù)或者其改進(jìn)型，機(jī)組的規(guī)模從30萬?100萬kW不等。主泵是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中唯一的回轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備。旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵殼間的密封裝置(即主泵軸封)，用以限制高溫高壓帶放射性的冷卻劑向安全殼的泄露。對高壓設(shè)備而言，密封是一項(xiàng)重要技術(shù)。
[0003]根據(jù)壓水堆核電站調(diào)試試驗(yàn)要求，在冷態(tài)功能試驗(yàn)和熱態(tài)功能試驗(yàn)的初始階段，均需給一回路充滿水并進(jìn)行充分的排氣，直至一回路含氣量合格，即滿足一回路剩余空氣體積小于21標(biāo)準(zhǔn)平方米(Nm3)的要求，其中在一回路排氣過程中包括抽真空操作。由于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCP，Reactor Coolant System)主泵軸封不能承受反向壓差，S卩主泵軸封的下游泄流管道壓力不能大于其上流注入管道壓力，否則主泵軸封的密封端面有錯(cuò)位風(fēng)險(xiǎn)，而無法確保密封性，所以在此抽真空操作的過程中需要對主泵軸封進(jìn)行上下游壓力平衡保護(hù)，平衡主泵軸封的上下游管道壓差，以避免出現(xiàn)反向壓差。具體的，現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)主泵軸封上下游壓差平衡的方法如圖1所示，以一號主泵為例，即使用高壓軟管(也稱軸封平衡管)2連通主泵一號密封I的壓差表的上下游(即主泵一號密封I的上游注入管道和下游泄流管道之間)，使主泵一號軸封I兩側(cè)壓力平衡，通常軸封平衡管2上還設(shè)置有用于平衡管2排水的疏水閥門和排氣閥門。
[0004]然而，采用現(xiàn)有的這種主泵軸封壓力平衡裝置和方法，在現(xiàn)場實(shí)際操作的時(shí)候會(huì)碰到一些問題:在抽真空前期，一回路進(jìn)水時(shí)主泵的一號軸封由核島除鹽水分配系統(tǒng)(SED)進(jìn)行水供應(yīng)，在抽真空的期間雖停止向軸封注入除鹽水，但由于軸封管道的布置等原因，軸封管道中會(huì)殘存較多的水；并且在一回路抽真空時(shí)，這些殘水會(huì)進(jìn)入平衡管2中，使得平衡管2失去了平衡主泵一號密封兩側(cè)壓力的作用；當(dāng)遇到這種情況時(shí)必須停止抽真空操作，隔離閥門，拆除軸封平衡管2，將平衡管2中的水排除。根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，每次抽真空期間需對平衡管2排水2-3次，導(dǎo)致影響關(guān)鍵路徑運(yùn)行1-3小時(shí)的時(shí)間。進(jìn)一步，由于需拆除軸封平衡管2進(jìn)行排水，并且在多次重復(fù)執(zhí)行這一操作時(shí)可能為軸封平衡管2帶來漏氣等風(fēng)險(xiǎn)，使得一回路抽真空工作需重復(fù)保壓，而耽誤工期。
[0005]可見，現(xiàn)有技術(shù)中存在當(dāng)一回路抽真空時(shí)，因軸封平衡管中形成水封，使得主泵一號軸封上下游壓力不平衡導(dǎo)致抽真空工作暫停，并需拆除平衡管進(jìn)行排水，而耽誤工期的技術(shù)問題；另外，現(xiàn)有技術(shù)中還存在由于平衡管反復(fù)拆裝，其密封性無法得到保障的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的，在一回路抽真空時(shí)，因軸封平衡管形成水封，使得主泵軸封壓力不平衡導(dǎo)致抽真空工作暫停，且需拆除平衡管進(jìn)行排水而耽誤工期，以及平衡管密封性無法保障的技術(shù)問題，提供一種核電站主泵軸封壓力平衡裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)抽真空過程中不間斷地對平衡管進(jìn)行排水，以維持主泵軸封上下游壓力平衡，無需反復(fù)拆裝平衡管，減小或避免了平衡管密封性受損的問題，保證了在整個(gè)過程中軸封壓差平衡的可靠性。
[0007]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種核電站主泵軸封壓力平衡裝置，所述壓力平衡裝置包括:
[0008]用于連通主泵軸封的上游注入管道和下游泄流管道的主泵軸封平衡管；
[0009]設(shè)置在所述主泵軸封平衡管下方，與所述主泵軸封平衡管連通，用于對所述主泵軸封平衡管在線排水的集水箱；
[0010]與所述主泵軸封平衡管和所述集水箱連接，用于在所述主泵軸封平衡管排水和對一回路抽真空的過程中，控制所述主泵軸封平衡管和所述集水箱的排水量，以使所述主泵軸封處于壓力平衡狀態(tài)的閥門組件。
[0011]可選的，所述主泵軸封平衡管呈U型布局，所述主泵軸封平衡管包括:
[0012]用于連通主泵軸封上游注入管道的第一平衡管段；
[0013]用于連通主泵軸封下游泄流管道的第二平衡管段；
[0014]設(shè)置在所述U型布局的底端，用于連通所述第一平衡管段、所述第二平衡管段和所述集水箱的短管。
[0015]可選的，所述壓力平衡裝置還包括:
[0016]用于連通所述短管與所述集水箱的第一管道；
[0017]設(shè)置在所述短管上方，用于連通所述短管與外部空氣環(huán)境的第一對空管道；
[0018]設(shè)置在所述集水箱上方，用于連通所述集水箱與外部空氣環(huán)境的第二對空管道；
[0019]設(shè)置在所述集水箱下方，用于排出所述集水箱中積水的第二管道。
[0020]可選的，所述閥門組件包括:
[0021]設(shè)置在所述第一平衡管段上，用于控制所述上游注入管道與所述第一平衡管段的連通的上游正式閥門；
[0022]設(shè)置在所述第二平衡管段上，用于控制所述第二平衡管段與所述下游泄流管道的連通的下游正式閥門；
[0023]設(shè)置在所述第一對空管道上，用于控制所述短管與外部空氣環(huán)境的連通的第一閥門；
[0024]設(shè)置在所述第一管道上，用于控制所述主泵軸封平衡管與所述集水箱的連通的第二閥門；
[0025]設(shè)置在所述第二對空管道上，用于控制所述集水箱與外部空氣環(huán)境的連通的第三閥門；
[0026]設(shè)置在所述第二管道上，用于控制所述集水箱的排水量的第四閥門。
[0027]可選的，所述壓力平衡裝置還包括:
[0028]設(shè)置在所述集水箱上，用于監(jiān)測所述集水箱的水位的液位計(jì)。
[0029]可選的，所述第一平衡管段和所述第二平衡管段均采用高壓鋼襯軟管，所述高壓鋼襯管能夠承受至少170百帕的絕對真空壓力。
[0030]可選的，所述閥門組件中所有閥門均能在最低170百帕的絕對真空壓力下正常開啟或關(guān)閉。
[0031]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種核電站主泵軸封壓力平衡控制方法，應(yīng)用于核電站主泵軸封壓力平衡裝置中，所述壓力平衡控制方法包括步驟:
[0032]S1、當(dāng)主泵軸封上游注入切斷后，通過主泵軸封平衡管和集水箱對主泵軸封進(jìn)行管線排水；
[0033]S2、當(dāng)所述上游注入管道排水完成后，且一回路抽真空的過程中，通過閥門組件控制所述主泵軸封平衡管向所述集水箱排水，以防止所述主泵軸封平衡管在一回路抽真空時(shí)發(fā)生水封現(xiàn)象，進(jìn)而使所述主泵軸封處于壓力平衡狀態(tài)。
[0034]可選的，所述步驟SI具體為:
[0035]當(dāng)主泵軸封上游注入切斷后，打開上游正式閥門、第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門，以通過主泵軸封平衡管和集水箱對主泵軸封進(jìn)行管線排水。
[0036]可選的，所述步驟S2具體包括:
[0037]S21、當(dāng)所述上游注入管道排水完成后，關(guān)閉所述上游正式閥門、所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門和所述第四閥門；
[0038]S22、當(dāng)一回路抽真空的過程中，控制所述第二閥門處于開啟狀態(tài)，且所述第一閥門、所述第三閥門和所述第四閥門保持關(guān)閉狀態(tài)，以使所述主泵軸封平衡管向所述集水箱排水，并防止所述主泵軸封平衡管發(fā)生水封現(xiàn)象，進(jìn)而使所述主泵軸封處于壓力平衡狀態(tài)。
[0039]可選的，所述步驟S22具體包括:
[0040]S221、當(dāng)一回路抽真空的過程中，控制所述第二閥門處于開啟狀態(tài)，且所述第一閥門、所述第三閥門和所述第四閥門保持關(guān)閉狀態(tài)，以使所述主泵軸封平衡管向集水箱排水，并通過液位計(jì)監(jiān)測所述集水箱的水位；
[0041]S222、當(dāng)所述液位計(jì)監(jiān)測獲得所述集水箱的水位達(dá)到預(yù)設(shè)水位時(shí)，在一回路抽真空不間斷地情況下，關(guān)閉所述第二閥門，并控制打開所述第三閥門和所述第四閥門，以對所述集水箱進(jìn)行排水；
[0042]S223、當(dāng)所述集水箱排