福建某CPR1000型核电有限公司 355200
摘要：通过对某CPR1000型核电站核岛厂房冷冻水系统（DEG）制冷机组出现的电机温度过高故障，导致制冷机组直接跳机的案例进行分析研究。主要对制冷机组基本工作原理、电机冷却原理、电机报警设计原理、制冷剂工作原理等方面进行研究，并针对这一故障进行了根本原因分析，并制定了相应的对策及措施，最终有效避免了制冷机组再次发生电机温度过高故障。通过本案例的分析研究，可为后续同类型制冷机组的电机温度过高故障诊断、制冷机组日常巡检等方面提供了良好借鉴。
关键词：制冷机组；电机温度过高；冷却；回液温度：堵塞
某CPR1000型核电站核岛厂房冷冻水系统（简称DEG）共有3台水冷离心式制冷机组，日常运行时为1用1备（冬季）（或2用1备（夏季））。单台制冷机组带1台离心式全封闭压缩机，满液式蒸发器，节流机构为热力膨胀阀与先导阀组合而成，先导阀和热力膨胀阀进行配合，以调节供液量。
一、DEG系统简介
DEG系统是为DVG（辅助给水泵房通风系统）、EVR（反应堆环廊通风系统）、EVC（反应堆堆坑通风系统） ，DVH（上充泵房通风系统），DVN（核辅助房通风系统）等通风系统中的风机盘管提供10℃的冷冻水，从而满足下游房间、设备的环境要求。DEG系统采用RRI闭式循环冷却水系统作为制冷机组的冷却水，最终热井为大海，将RRI冷却水的热量带至大海。系统冷冻水流程示意图如图1：
1、制冷机组主要设计参数
冷冻水出口温度：10℃
2、制冷机组流程图
制冷机组主要由蒸发器、冷凝器、节流装置和压缩机四大部分组成。
制冷机组电机为6.6KV电机，电机与高压容器冷凝器、低压容器蒸发器进行管道连接。从高压容器冷凝器内引出制冷剂液体，经过一个截止阀、两个并联过滤器和一个逆止阀输送到电机中部。液体制冷剂到达电机后，经过分流装置将制冷剂均匀分散到电机各个部位，制冷剂在各个部位对电机定子、转子进行喷淋。电机在运行期间散发热量，将喷淋的制冷剂液体部分转化为制冷剂气体，最终电机内部形成稳态：底部为制冷剂液体，上部为制冷剂气体。底部制冷剂液体经过一个过滤器，到达低压蒸发器内。整个冷却过程的动力源，来自冷凝器和蒸发器之间的压差。
二、电机温度过高故障现象和原因分析
1、电机温度过高故障现象
当电机出现温度过高时，电机将自动停机，同时机组显示面板报警为“电机温度过高”。在电机出现真实温度过高时，电机冷却回路回液温度将相比正常值偏高2倍左右。
2、电机温度过高故障原因分析
根据电机冷却原理以及制冷剂特性，对电机温度过高故障分析如下：
2.1 进入电机内部制冷剂量少
电机冷却效果的好坏，受到电机冷却回路中制冷剂量的直接影响。当制冷剂量较少时，电机散发热量不能完全被制冷剂带走，经过时间的积累，电机温度会逐渐上升。同时电机内部制冷剂全部变为气态，电机底部无制冷剂液体，电机回液温度将比正常运行时高出2倍左右。（正常运行期间电机回液温度为15-20℃，制冷剂较少时电机回液温度为30-50℃）
电机冷却回路制冷剂量偏少有如下原因：
制冷机组整体制冷剂量偏少
制冷机组经过长时间的运转，在日常检查期间消耗部分制冷剂，个别制冷机组也存在微小漏点，机组内部制冷剂量会随着运行时间增长逐渐减少。当制冷机组出力较大时，由于整体制冷剂量较少，且需要进入压缩机内做功的制冷剂较多，则进入电机内部进行冷却的制冷剂量较少。可以通过冷凝器过冷度、冷凝器液位和供液视镜存在气泡等数据进行辅助判断。
电机冷却回路发生堵塞
机组长时间运行后，电机冷却回路中阀门和过滤器因为运行年限较长，可能发生过滤器堵塞或阀门卡涩等故障，则进入电机内部的制冷剂经过节流，制冷剂量偏少。可以通过检查冷却回路中过滤器、阀门以及管路是否存在堵塞进行判断；
2.2 电机温度传感器故障
当电机传感器发生故障时，会触发不真实的电机温度过高报警。
2.3 电机温度保护板故障
当电机温度保护板定值漂移或故障时，会触发不真实的电机温度过高报警。
2.4 电机故障
当电机出现过载以及电机短路时，电机温度会异常上升，正常冷却已经不满足电机温度骤升的冷却，最终触发电机温度过高报警。
三、对策与措施
针对电机温度过高故障，可以通过日常巡检、定期检查等措施，提前发现电机温度故障苗头，从而避免发生电机温度过高故障。
1、巡检电机运行参数
日常对制冷机设备进行巡检，关注电机冷却回路喷液温度和回液温度。正常喷液温度基本与冷凝器温度一致，回液温度为15-20℃（手摸有明显凉感）。同时可以观察电机后部视窗，电机冷却正常时，视窗可以观察到电机内部制冷剂状态为雨淋状，当出现制冷剂偏少时，电机内部制冷剂状态为雾状。
2、定期检查
通过对制冷机组进行实验，观察制冷机组运行期间参数以及供液视镜状态，辅助判断制冷机组内部制冷剂量是否偏少。
四、结束语
经过上述故障分析以及措施实施，对于电机冷却状态基本已经掌控。通过巡检和日常检查，可以避免因为电机冷却制冷剂不足导致的电机温度过高问题。
参考文献
[1] 制冷与空气调节技术.北京：电子工业出版社，2008
[2] 设备运行维修手册（EOMM），2018
论文作者:周海东, 唐磊,邹建科
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
标签：电机论文; 制冷剂论文; 温度论文; 机组论文; 过高论文; 故障论文; 剂量论文; 《当代电力文化》2019年第07期论文;