核电厂外围泵房轴封水问题探讨

□王福博

一、SEC和CRF系统轴封水供水方式及其存在的问题

(一)SEC和CRF系统轴封水供水方式。二厂扩建机组SEC的轴封水在最初运行的时候是由SEP生活水一路水源供水，后运行过程中发现，假如该SEP管道发生破口或者需要维修，那么SEC泵就会丧失轴封水源。因此，在301、302和401大修的技改中，又增加了一路SEA水源，两路水源定期切换。而CRF系统轴封水投运开始就一直是SEP和SEA两路水源定期切换使用。

(二)轴封水过滤器频繁堵塞。由表格1可知，PX泵房轴封水过滤器大概每年平均要维修55.76次，也就是说不到一周时间就要维修1次，仅仅是因为同一个问题，就产生了这么多的故障，大量增加了运行和维修人员的工作量，也提高了运行成本。如果问题发现得不及时，还很有可能损坏SEC和CRF泵，危及机组正常运行。

(三)管道腐蚀及穿孔。从表2可以看出，2014年之前基本未发生过管道穿孔的情况，之后才逐渐开始发生。在经验反馈系统里可以查到1、2号机组现在SEP管道腐蚀问题已经极其严重，砂眼漏水问题会经常性出现，可见，随着年份的增长，腐蚀加深，管道穿孔的问题会越加频繁，有必要尽早采取预防性措施。

二、原因分析

(一)原供水方式概述。如图2、图3所示，水厂供水通过SEP/SEA管网最终供给到SEC和CRF轴封水。

表1 PX泵房轴封过滤器维修总览

表2 PX泵房轴封水管道穿孔故障表

图1 水厂工艺流程

图2 CRF泵轴封水示意图 图3 SEC泵轴封水示意图

(三)管道材质选择不合理。轴封水管线所用材质为20#钢，原设计只有管道外表面防腐，在管道运行过程中，经常发生腐蚀穿孔现象，同时管道内部锈蚀严重，锈滓经常堵塞管道，造成轴封水流量偏小，影响SEC和CRF泵的正常运行。

三、对PX泵房轴封水改进的建议

(一)水质的改进。

1.针对碳滤池跑碳问题。第一，在SEP进入3、4号机组PX泵房的第一个用户前增加排放口(设置在管道底部)；第二，更换活性炭，在活性炭挖出后检查底部水帽有无破损；两个生活水清水池增加挡炭飞堰。

2.针对水中的固体悬浮物，活性炭以及腐蚀产物问题。针对水中的固体悬浮物，活性炭以及腐蚀产物问题可以考虑采用自清洗过滤器。自清洗过滤器克服了传统过滤器的纳污量小、易受污物堵塞、过滤部分需拆卸清洗且无法监控过滤器状态等众多缺点，具有对原水进行过滤并自动对滤芯进行清洗排污的功能，且清洗排污时系统不间断供水，可以监控过滤器的工作状态，自动化程度很高。清洗过滤损失水量只占过滤水量的0.08～0.6%，覆盖了由10～3000um的各种过滤精度的需求。

龙滩水电站已经将自清洗过滤器应用于主轴密封供水系统，并取得了良好的效果。扩建机组SEP和SEA管网压力都要求不小于0.45MPa,自清洗过滤器一般工作压力在0.2～1MPa,且各种尺寸都涵盖，使用年限一般都在10年以上，经济性好，所以可以考虑在SEP和SEA进入PX泵房第一个用户前加装自清洗过滤器，并增设其旁路管线。

3.针对钙、镁离子结垢以及氯离子诱发的点蚀问题。针对钙，镁离子结垢以及氯离子诱发的点蚀问题可以采用电子除垢仪。

(1)阻垢及除垢原理。它的原理是利用综合电波改变水里的钙、镁等离子的物理结构，变成不溶于水的新结晶体，它们会悬浮于水里，不会粘附于管壁上，防止水垢形成。由于钙镁等离子从水中析出，水便回复于高溶解状态，(水本身为高溶解度液体，但会因吸收其它物质而致饱和)，当回复为高溶解状态的水流经有水垢的管道，便能把水垢溶解并吸收，并于排水时排走，因此，该产品除具有防止水垢形成外，还能有效清除老垢。处理器内的微控制器会自动监视水流速率、水质和浓度等变化，因应情况释放正确的讯号电波。

(2)阻锈防腐。当水体接受高频电磁能量的作用后，单个水分子包容了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成为了惰性氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源。同时，高频电磁波激起的悬垂复合调制频率的电磁场所产生的“集肤效应”在管壁上聚集了过剩的负电荷，而水内部聚集了过剩的正电荷，水中过剩的正电荷强烈排斥带正电的同性铁离子阻止铁离子从金属管壁分离进入水中，(系统中产生的黄色锈水就是铁离子在水中呈现的颜色)。同时壁管上过剩的负电子也不断吸引带正电的铁离子，阻碍铁离子溶入水中，从而能使原有管壁上的Fe203(红锈)还原成具有极强耐腐蚀力的黑锈外膜Fe304。

电子除垢仪在制冷和石油化工等经常发生腐蚀结垢问题的领域已经成功应用，扩建机组压缩空气系统的冷却水也应用了电子除垢仪，并且效果良好。电子除垢仪使用年限在15年以上，一次投资，多年受益，电子除垢仪电波可以在水中多向传播，且可传播1,000m以上，对流速无要求，适用于各种管径。所以可以考虑在自清洗过滤器后，PX泵房第一个用户前加装电子除垢仪，并增设其旁路管线。

(二)管道材质的改进。SEP和SEA轴封水管线采用的材料都经常出现结垢、穿孔等问题，进而会导致杂质堵塞过滤器，进入机械密封等一系列问题，那么，有什么材料可以代替呢？下面对几种材料进行分析。

1.316L不锈钢管。不锈钢管具有机械强度高、坚固、韧性好、耐腐蚀性好、安装维护方便，经久耐用等特点。316L的Mo含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力，可以安全的应用于含Cl-等卤素离子环境。运行三处已经在SEC系统2号机组B列对轴封水管线改为316L不锈钢，观察1～2周期，确认运行情况良好，可推广至其他机组。

2.钢衬塑管。钢衬塑管是在钢管内壁衬一定厚度的塑料层复合而成。钢衬塑管继承了钢管和塑料管各自的优点，同时又摒弃了各自的缺点：一是具有优良的物理性能;二是具有极好的耐腐蚀性能;三是机械强度与钢管相同;四是不积垢，不滋生微生物、保证流体品质;五是耐化学腐蚀、耐土壤和海洋生物腐蚀，耐阴极剥离;六是安装工艺成熟、方便快捷;七是管壁光滑、提高输送效率、使用寿命长。

综上所述，3、4机组可以在维持现在的管线布置不变的基础上，考虑316L不锈钢管及钢衬塑管等替代材质的应用。

四、结语

综上所述，PX泵房轴封水直接关系着SEC和CRF系统的安全稳定运行。应该从实际问题出发，对存在的问题进行具体分析，并对问题提出具体解决方法，从而保证SEC和CRF系统正常工作，进而保证机组的安全稳定运行。