0  引言

凝汽器真空系统从凝汽器中排出不凝结气体，为 主汽轮机提供合适的背压，保持凝汽器真空在最佳水 平，降低热力损失，保证汽轮机组的热效率。凝汽器

真空系统在核电机组与火电机组设计上存在不同，由 于放射性的存在，核电机组设计上把气体排往核岛通 风系统，同时进行放射性监测，而火电机组直接排入 大气。这一差异导致了核电机组偶尔会出现凝汽器真

空泵液位高跳闸问题的出现，本文以福清核电 M310 机组凝汽器真空泵水位控制系统为例进行研究。

1 系统简介

凝汽器真空系统由三套并联的抽气系统组成。在 每套抽气系统中，有一台两级液环式电动真空泵、一 台密封水热交换器、一个气水分离器、一台密封水泵 及真空测量系统等。

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△  102VA                                                                                   2   VA                                                                       △  302VA

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图 1 凝汽器真空系统流程简图

凝汽器各引出两条抽气管道，分两列经隔离阀后  汇合于抽气母管，从抽气母管经隔离阀分别送至三台  真空泵入口。自凝汽器汽侧抽出的不凝结气体和少量  汽水混合物，分别被送往三套抽气装置中的一套、两  套或三套，具体套数根据不同因素选定。真空泵抽出  的不凝结气体连同该泵的工质，一并进入气水分离器， 在分离器中进行气水分离。水经过冷却后回到真空泵， 不凝结气体由分离器顶部排入大气或核辅助厂房通  风系统经过放射性监测后排放。

系统由三台水环式真空泵组成，真空泵采用高液 位时通过连通管自动溢流设计。液位变送器将分离器 液位信号送至主控控制系统，提供液位显示和控制， 溢流管线高度约在 270mm 左右。当真空泵分离器液 位低时（180mm） 补水电磁阀带电打开，液位到正常 高度（250mm） 时停止补水；当分离器液位低于低低

液位（130mm） 或高于高高液位（350mm） 时，液位 开关动作，延时联锁停泵。

2 问题研究

在核电厂长期的运行过程中发现真空泵分离器 液位随着季节的变化，不断地发生着变化。夏季外界 温度高时，真空分离器液位偏高，偶尔超过 350mm 就出现跳泵问题；冬季外界温度低时，真空分离器液 位偏低，同时通过间断的补水来维持真空泵的正常运 行。

真空分离器液位受进、出水平衡的影响（分离器 内部压力因素最终也可转化为进、出水平衡影响）。 水的来源：补水阀的补水和凝汽器抽气含有的水分； 水的去向包括：轴封甩水（轴承冷却）和溢流管线排 水。

夏季时，海水温度高，机组相同功率下，凝汽器 真空差，抽气中水分多，这部分凝结水足以维持轴封 水量，导致真空分离器液位持续上升，直至达溢流液 位并通过溢流管线排水，最终达到进出平衡，如果平 衡液位超过 350mm 将导致跳泵。

冬季时，海水温度低，凝汽器真空好，抽气含有 水分少，凝结水不足以维持轴封水量，真空分离器液 位持续降低直至触发低液位补水阀动作，此后便通过 间断补水维持真空分离器的液位，保证真空泵的正常 运行。

核电机组真空泵分离器与核岛通风系统相连接，  其内部为负压，为了保证溢流管线正常排水，在静止  状态下，分离器的液位要高于溢流管线高度一定高度， 以克服负压的阻力，所以核电机组的分离器的液位比  火电厂偏高。

3 解决方法

经过核电机组多个燃料循环的观察、研究和分析， 总结出以下几个改进建议，可以使核电机组真空分离  器在液位控制上起到很好的作用，避免跳泵现象的发  生：

1、通过技改增加溢流管线的管径

溢流管线的高度高于正常补水的目标值，增加溢 流管线的管径，在外界温度高时，凝汽器真空差时， 增加溢流管线的排水量，降低真空水箱稳定的液位， 使之在 270mm-350mm 间较低的水平维持稳定，避免 跳泵。对于外界温度低时无影响。

2、根据季节调整轴封水量

真空泵的轴封甩水来自自身，而且甩水量有一定 的范围要求，主要用于轴承的冷却。夏季时，由于分 离器液位偏高，可适当调大甩水量，降低分离器液位 的平衡值；冬季时，适当降低甩水量，减少补水阀的 动作频率。

3、适当调整真空分离器跳泵定值

真空分离器液位达到 350mm 将导致跳泵，根据 电厂实际运行经验，在温度最高的时候，液位最高值 达到 354mm，电机电流变化并不明显且远离过负荷跳 电机定值，故可根据实际情况适当调高跳泵定值。该 变化对外界温度低运行时无影响。

4、调整真空分离器压力

如前文分析，普通电厂真空分离器与外界大气相 连通，所以分离器的压力基本与大气相等；而核电厂 由于存在放射性事故进入二回路的可能，设计上分离 器与核岛通风系统相连通，其压力为负压，所以核电 厂真空分离器的液位较直接与大气相通的火电厂分

离器液位相比偏高约 20-30mm。因此，可以通过适当 调整真空分离器至核岛通风系统间阀门的开度，适当 增加管道压降，增加真空分离器的压力，降低溢流平 衡液位，使其在夏季时不至于跳泵。

5、根据季节调整真空箱排空阀开度

真空箱排空阀正常时保持关闭，但是夏季时真空 分离器液位较高时，为避免跳泵，可适当调整排空阀 一定开度，使其能够达到较低液位的平衡，其原理与 增加溢流管线管径类似。

1、3 方法可以彻底解决核电厂长期存在的跳泵威 胁；2 方法是电厂可以通过检修专业定期巡检实现， 可以缓解液位波动问题，无法从根本上解决问题；4、 5 方法由于增加运行人员负担，而且不同工况下需要 调整，不推荐使用。

4 结语

核电机组凝汽器真空泵液位高跳闸问题虽然出  现频率不高，但是在夏季运行中液位长期处于高液位， 极大的增加运行人员巡视负担，如果运行泵跳闸且备  用泵未启动，可能导致汽轮机因为真空高跳机。所以  只有从根本上解决问题消除缺陷，方可使机组更加安  全稳定运行。

参考文献

[1]柯吉欣，孙永平等. 凝汽器抽真空系统存在问 题的分析与解决 [J].浙江电力,2011,第 9 期.

作者简介:

[1]张晓峰，男，湖北枝江人，工程师，大学本科， 现在福清核电运行部门工作。

[2]王放，男，福建福州人，工程师， 大学本科， 现在福清核电运行部门工作。