平衡罐在蒸汽测量中的应用问题及质量保障

平衡罐在蒸汽测量中的应用问题及质量保障

尤志敏1曹骞1牛春刚1

（1中国核电工程有限公司河北分公司，050000）

摘要: 蒸汽冷凝罐是蒸发系统中使用量非常大的必需设备，冷凝罐使用不当时引起的测量偏差极有可能影响机组和设备的安全运行，造成严重的经济损失。针对福清核电厂5、6号机组平衡罐在主蒸汽流量测量和高低压缸进气压力中的测量中使用不当案例进行分析，给出参考项目的解决措施。以平衡罐的设置案例为引申，通过质量管理手段优化后续项目仪表安装，在项目进行中，实施全面质量管理和全周期的质量监督，从根本上保证工程质量。

关键词：平衡罐；质量管理；保障措施；质量监督

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0前言

核电仪表测量中有一种特殊测量方式，就是对蒸汽的测量，蒸汽冷凝罐是蒸发系统中使用量非常大的必需设备。它安装高于起源点时，能起到水位平衡作用，当它安装低于起源点时就能起到冷凝作用。当它使用不当时，引起的测量偏差极有可能影响机组和设备的安全运行，造成严重的经济损失。

1主蒸汽流量平衡罐设置问题

2.1 主蒸汽流量的测量原理

主蒸汽流量仪表的高压侧引自蒸汽发生器液位测量仪表，与其共用高压侧测点，低压侧引自主蒸汽管道，测量介质为高温高压的主蒸汽，饱和蒸汽在管道输送过程中温度和压力降低引起的汽水两状的相互转化，采用弯管流量计测量，在仪表的高低压侧均设有冷凝罐，冷凝罐的主要作用是将来自主蒸汽管道的高温主蒸汽进行降温，并在电站运行过程中，液位高度保持恒定，使流量计高低压侧的压力测量值与主蒸汽压力值保持固定的差值，从而能够通过流量计的数值得出主蒸汽流量的数值。

图1  主蒸汽流量测量

2.2 首堆经验反馈

首堆热试时，实际辅助给水提供实验流量为几十吨，但仪表测量差压较大，并在DCS显示约400吨， 1-4号机组，在同等工况下，流量为150~200吨，福清5号机组共有12 个主蒸汽流量信号和与之相关蒸发器水位信号，上述信号均参与反应堆跳堆、安注等重要逻辑，仪表共用蒸发器侧平衡罐。1 月9 日至11 日，仪控人员检查发现两侧平衡罐安装存在严重偏差，按照TSM009MD 数据换算造成测量误差将超过20%，大大增加机组的安全质量风险。

2.3 首堆问题解决

针对上述仪表偏差问题，首先考虑仪表自身漂移或线性度差的可能性大， 1-4号机组，在同等工况下流量为150~200吨，采用的是零点迁移方式，在热态功能试验后，对仪表重新校验，校验结果合格。但是5号数据比较大，不能贸然采用迁移的方式。堆工、工艺、仪控和调试对介质气态、液态、瞬态多次分析，对同一环路的4块冗余设置仪表的方向也进行了分析，经分析测量方式没有问题。将一环路高低压侧平衡罐标高在同一高度，二/三环路CNPE侧平衡罐高度降到最低，减小由于高度偏差造成仪表测量上的不良影响。在升功率阶段，通过主给水与蒸汽输出校验以及零点迁移方式，校正该仪表的测量精度。

2汽机高低压缸进气压力平衡罐设置问题

2.1 TTG系统进气压力平衡罐设置问题

TTG系统高低压缸进气压力测量共采用TTG022MP~TTG024MP和TTG044MP共5块压力变送器，通过仪表管从设备自带阀门引出后，连接至压力变送器，其安装标准图见图2所示：

图2  TTG压力测量安装标准图

2.2 首堆经验反馈

23设计公司进行设计细化时，把平衡罐抬高，进行热膨胀力学验算时，设计发现平衡罐的位置高于取源点，冷凝液体会回流至汽缸，在高速旋转的条件下会对叶片形成水腐，造成严重的经济损失，因此紧急叫停施工，与业主、设总紧急沟通，将安装延后3天，设代与施工单位重新给出了安装细化方案。最终施工效果可见图3所示：红框中是平衡罐的安装位置，左侧为汽机，符合安装标准图布置要求，平衡罐起到了其平衡压力的作用。

图3  TTG压力测量安装

3质量管理的保障措施

以上问题的出现主要有几方面原因：

第一，对于有特殊安装要求的仪表安装标准图未做到严格细化；

第二，施工单位的认知和识图存在一定的偏差；

第三，有特殊安装要求的仪表，设计未做到全追踪。

核电厂设计阶段是保证整个工程质量的重要阶段，是施工质量提升的依托。针对以上存在的问题，提出以下质量管理措施。

3.1实施全面质量管理

在设计阶段形成标准化安装标准图，明确了安装技术细节，例如根据各项目实际情况明确平衡罐的安装高度，从根阀到冷凝罐的坡度要大于10%，和保温要求等。

保持设计全过程追踪，建立标准化接口，保证两侧平衡罐高度的一致和管径的一致。

与施工单位进行设计交底，特别关注的条目特殊说明，避免现场理解偏差。在施工阶段，设计全方位提供技术支持。

图4  精细化仪表安装标准图

3.2人力资源保障

充分重视技术人才梯队的建立，成立各仪表包专项技术小组、安装小组、DCS小组等。定期开展内部培训和交流，同时邀请专家进行不定期培训，将培训作为提升综合素质的方法。加强与业主、厂家和施工单位的交流，大幅提升技术人才的专业能力。

3.3 完善全设计周期的质量监督管理与控制

优化设计质量监督体系，明确编校审的设计职责。明确项目主管的监督责任，充分利用监督手段提升质量管理的实际效力，利用PDCA循环法坚持质量管理工作的持续改进，做到事前预防、事中控制、事后评价的全过程质量控制，做到从细上着眼，从精上下功夫。

4结语

在核电厂的设计和施工过程中一定坚守质量红线，严格按照法律法规及行业标准保证质量精细化，持续改进是精细化质量管理的重要理念与指导思想，在设计与施工过程中明确各阶段的质量目标，保证落实各阶段质量目标是解决质量管理问题，提升质量管理水平的重要内容。本文从仪表测量中的平衡罐设置为出发点，对后续项目的仪表安装标准图的质量提升和现场施工的质量提升有一定的启发，加强核电站建设的质量管理，加大技术投入，从根本上保证工程项目的质量。

参考文献：

 [1] 1188经验反馈清单.

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