某核電廠發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)板式換熱器異常泄漏分析

1、    某核電廠發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)板式換熱器異常泄漏分析    劉竹鵬 楊淦 李祥奎 羅賢龍：tm623 文獻(xiàn)標(biāo)識：a ：1674-1145（2019）6-186-01摘 要 文章介紹了某核電廠發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)中板式換熱器異常泄漏的情況，從換熱器密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對密封件進(jìn)行性能檢測，找到密封件失效的原因，從而提出改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞 板式換熱器 泄漏 改進(jìn)措施一、概述（一）板式換熱器結(jié)構(gòu)簡介某核電廠1/2/3/4號發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)（gst系統(tǒng)）的板式換熱器是德國 gea 為發(fā)電機(jī)定子冷卻系統(tǒng)提供的高效換熱器，主要用于冷卻發(fā)電機(jī)定子線圈冷卻水，冷

2、源由電廠閉式冷卻水系統(tǒng)（sri系統(tǒng)）提供。板式換熱器型號為nt150s cd-10，每臺機(jī)組配備兩臺，一用一備。板式換熱器的換熱片材質(zhì)為aisi 316，數(shù)量130 片/臺，板片間密封膠條材質(zhì)為丁腈橡膠，數(shù)量130 片/臺。兩端壓緊板使用q235鋼板，夾緊螺栓采用m36鍍鋅長絲，絲桿用#35鋼材料。（二）板式換熱器泄漏調(diào)查發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)（熱側(cè)）工作壓力0.9mpa，閉式冷卻水系統(tǒng)（冷側(cè)）工作壓力0.6-0.7mpa，板式換熱器設(shè)計壓力1.0mpa。該電廠1-3號機(jī)組投運(yùn)后，停運(yùn)定子冷卻水泵后多臺板式換熱器發(fā)生泄漏，具體情況如下：2015年10月，1號機(jī)大修停機(jī)，gst系統(tǒng)停運(yùn)定子冷卻水泵

3、后，在用和備用板式換熱器均出現(xiàn)漏水，板式換熱器發(fā)生泄漏。2017年01月，3號機(jī)組停機(jī)，現(xiàn)場停運(yùn)定子冷卻水泵，根據(jù)操作指令，先關(guān)閉換熱器的閉式冷卻水入口側(cè)隔離閥 （出口側(cè)保持開啟），之后關(guān)閉定子冷卻水入口側(cè)隔離閥（出口側(cè)為在線關(guān)閉狀態(tài)），關(guān)閥過程中，工作中的板式換熱器發(fā)生泄漏。為檢查另一臺備用換熱器的密封性，進(jìn)行了打壓試驗，壓力升至1.0mpa穩(wěn)壓5分鐘左右沒有泄漏現(xiàn)象，隨后緩慢往上升壓，立即發(fā)生外漏。根據(jù)廠內(nèi)打壓試驗記錄，最高試驗壓力為1.5mpa，穩(wěn)壓10分鐘。二、板式換熱器泄漏原因分析（一）板式換熱器結(jié)構(gòu)和泄漏現(xiàn)象分析從板式換熱器的密封形式來進(jìn)行分析：在兩片換熱片中間安裝有一條密封膠條，

4、板片的兩側(cè)分別為定子冷卻水和閉式冷卻水通道。在任意兩片板片內(nèi)，密封膠條將板片所隔成的腔室分為a、b、c共3個區(qū)域（參見圖1），c與大氣相通。根據(jù)之前板式換熱器漏水的現(xiàn)象來分析，a/b/c三個區(qū)域形成了貫通，密封條完全失效。（二）板式換熱器泄漏原因分析對3號機(jī)漏水的密封條與新密封條進(jìn)行性能檢測，拉伸性能測試結(jié)果如下：平均硬度對比如下：從檢測結(jié)果看，3號機(jī)密封膠條有軟化現(xiàn)象，尤其是硬度值已明顯低于新膠條，并低于國標(biāo)值。從密封結(jié)構(gòu)分析，密封條硬度提高和伸長率降低，主要考慮更好的傳遞板片與板片之間的壓緊力，當(dāng)膠條變軟，中間部位的密封條和板片所受到的壓緊力則會相應(yīng)的降低。現(xiàn)場的板式換熱器漏水發(fā)生在板式換

5、熱器的中間位置，與上述分析相符。經(jīng)調(diào)查，1號機(jī)和3號機(jī)的板式換熱器首次漏水時間都發(fā)生在生產(chǎn)日期后第5年，此時機(jī)組雖然只運(yùn)行了1年，但密封條性能已明顯下降。而電廠針對換熱器密封條更換的預(yù)防性維修管理策略中，更換周期設(shè)置為5年至7.5年，且從機(jī)組商運(yùn)后開始計算，沒有考慮板式換熱器從廠家生產(chǎn)到機(jī)組投產(chǎn)的時間，導(dǎo)致首次更換時間遠(yuǎn)大于5年， 電廠預(yù)防性維修管理存在不足。（三）改進(jìn)措施1.考慮板式換熱器的生產(chǎn)日期和存儲時長，將板式換熱器密封膠條首次更換的觸發(fā)時間修改為機(jī)組投運(yùn)前，防止密封膠條更換時間點被安排到壽期末。2.電廠修改了板式換熱器密封膠條的更換周期，從5年調(diào)整為3年，縮短了膠條工作時間。三、結(jié)語制定板式換熱器的預(yù)防性維修策略時，密封膠條的首次更換時間應(yīng)從設(shè)備的生產(chǎn)日期開始計算