摘要：核岛三废硼回收系统是核电站众多重要的系统之一，其中蒸发器启动失败是该系统启动过程中可能出现的问题。蒸发器在三废硼回收系统中将可复用的一回路排水分离成硼浓度低于5ppm、含氧量低于0.1ppm的蒸馏水和7000ppm的浓硼酸溶液。蒸发器在启动过程中会经历各种状态，由于各种预期和非预期的运行状态改变而使系统设备经历各种瞬态。其中蒸发器在状态2时需要升温，这是启动蒸发器的关键阶段，若参数不满足要求将可能导致启动失败，可能影响机组的启动，从而影响企业经济效益。本文将结合实际工作分析蒸发器状态2出现的参数问题进行分析及调整措施，为机组顺利启动打好基础。
关键词：蒸发器；状态2；参数分析；调整措施
一、硼回收系统蒸发器功能及其重要性
硼回收系统根据功能可分为净化段、水硼分离段、除硼段三个工艺段，其中蒸发器属于水硼分离段的重要设备。硼回收系统的前置储存槽内待处理的废液（疏水排气系统疏水箱和化学与容积控制系统下泄管线来的含氢反应堆冷却剂）经取样分析后，进入除气塔进行热力除气后送入中储槽。满足要求时进入蒸发器进行水、硼分离。
蒸发器在整个TEP硼回收系统中所处的位置如图一所示：
图一
蒸发器共设置了9个状态，对应于不同的状态以实现不同的功能，提高蒸发器使用效率。其9个基本状态为：
状态0：完全停运；
状态1：进料，向蒸发器和强制循环管线中加入料液；
状态2：升温，蒸发器开始由SVA加热蒸汽升温；
状态3：全回流，蒸发器、加热器和冷凝器运行；
状态4：浓缩液排放，排到浓缩液监测箱；
状态5：蒸馏液生产，蒸馏液排放到蒸馏液监测箱；
状态6：热备用，蒸发装置热态隔离，强制循环泵运行，蒸馏液全回流。
状态7：冷却，在蒸发器和强制循环管线内的料液被快速冷却。当蒸发器在状态6时，使用该工况；
状态8：排空，蒸发器内的料液输送到浓缩液监测箱。当蒸发器在状态7或状态0时，使用该工况。
对应蒸发器的9个基本状态，在日常运行过程中，运行人员使用频率最高的是状态0、状态4、状态5、状态6。若处于状态5，代表蒸发器处于正常工作状态。若蒸发器运行中参数突变或出现瞬态工况，蒸发器将返回状态0或状态6，以保护蒸发器及其辅助装置。
二、硼回收系统蒸发器启动至状态2时参数分析与调整
蒸发器按照规程顺序启动至状态2时需要升温，这是启动蒸发器的关键阶段，因为在状态2时蒸发器跳至状态0的信号较少，而如果进入到状态3，那么蒸发器会有很多跳转到状态6的信号，稍有偏差就会造成启动的失败，所以在状态2就稳定住蒸发器的主要参数很有必要。其中需要重点关注的参数，分别是：冷凝器排气温度8TEP429MT、冷凝器液位8TEP403MN、蒸发器液位8TEP401MN、加热器温度8TEP433MT。下面进行具体说明。
在状态2开始时，按照规程进行操作没有问题，但在进行到通过343VV调节蒸汽流量的时，按规程要求应当以每10秒增加0.2T/H的速率对蒸汽流量进行调节（原因是怕加热速率过快导致对管道产生热冲击，或者加热速率太慢导致蒸发器液位高蒸汽无法及时产生），但实际情况阀门的调节性能并非那么灵敏。如果调节频率过快，就会产生加热器蒸汽流量异常的报警，该报警在状态2时并不会引起蒸发器跳状态，但是在状态3时会引起蒸发器跳至状态6，所以为了不给后面的操作造成不必要的麻烦，应当将343VV置于自动，调节两次，第一次输入1T/H，等蒸汽流量8TEP401MD稳定后，再输入2.5T/H，这样两次调节到达要求流量。下面就针对上述四个参数在这个过程中的反映进行说明。（各仪表在流程图中的位置见图二）
图二
①冷凝器排气温度8TEP429MT：此参数在状态2初期会有一个上升过快的问题。造成的原因与冷凝器的结构有关。TEP的冷凝器003CS采用的是设备冷却水冷却的方式来冷凝蒸汽，分为管侧和壳侧，蒸汽走的是管侧，冷却水走的是壳侧。蒸汽从003CS下方进入，顺着管侧向上走，受到自上而下在壳侧内流下的冷却水冷却，凝结成冷凝水，最后又顺着管侧流了下来，这样冷凝水就相当于在管侧内形成了一个液封，系统稳定时，只有不凝性气体从排气口排出。但在初始阶段由于进入冷凝器的蒸汽较少，冷凝水量也比较少，此时就会有少量蒸汽从排气口中排出，从而就造成了排气温度上升的显现。如果出现这种情况，应采取即刻增加蒸汽流量到3T/H，当大量蒸汽进入冷凝器形成液封后，该参数就会慢慢下降到正常值。（可以参考图三）
图三
②冷凝器液位8TEP403MN：此参数在状态2后期触发高报后，会联锁启动011PO，并开启全回流阀门089VD，是蒸发器进入状态3的第一个标志，虽然不会引起蒸发器跳状态，但是也是需要进行关注的一个参数。
③蒸发器液位8TEP401MN：此参数在状态2升温过程中要尤其关注，因为在状态6启动蒸发器时，其液位是没有要求的，这给状态2升温埋下了一个隐患，如果在升温过程中蒸汽流量增加太慢而蒸发器本身又是高液位，那么这个过程中很容易就会触发蒸发器高高液位，从而使蒸发器返回状态0。所以在状态2的整个过程中，如果发现该参数持续高报，说明蒸汽量不足或增加太慢，无法产生足够的蒸汽进入冷凝器从而使液位下降，此时我们应当采取的办法依然是增大蒸汽量，一般增加后会出现预期的效果。
④加热器温度8TEP433MT：这个参数到达100℃时，我们需要及时关闭加热器蒸汽不凝结气体排出的阀门403VV，防止高温气体的排放，一般在状态2中期，所以也是需要重点关注的一个参数。
结语
在三废硼回收系统蒸发器启动阶段，各个状态均存在可能由于预期或非预期的状态变化导致运行参数变化，其中在状态2升温过程的参数更应重点关注，因为参数控制不当将导致启动过程无法顺利进行，或者在状态3时返回状态6或状态0，导致硼回收系统启动失败，从而影响机组启动进程。在启动过程中若出现其他非预期状态，应首先关注这几个关键参数，保证关键参数没问题后，在深入分析改状态出现的原因。
参考文献：
[1]福清核电3、4号机组硼回收系统手册，中国核电工程有限公司，2012年
[2]福清核电4号机组启动工作经验总结，福建福清核电有限公司，2017年
论文作者:王亚龙,周海涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：蒸发器论文; 状态论文; 蒸汽论文; 参数论文; 冷凝器论文; 福清论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第33期论文;