核电关键设备阴极保护监测分析.doc

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1、核电关键设备阴极保护监测分析摘要：阴极保护监测系统主要是针对被保护体健康状态评估、故障预测、故障处理及避免出现灾难性事故设计的。阴极保护监测数据管理分析可分为四个阶段：包括数据生成、数据采集、数据储存以及数据分析，其中数据分析是数据管理最重要的部分。对核电站阴极保护增加监测系统可以提高系统非计划停运时间，使相关设备获得更为有效的保护。本文以核电站冷源相关设备的阴极保护系统失效分析为案例，阐明了阴极保护监测系统在阴极保护系统运维、故障分析与健康诊断等方面的重要性。关键词：核电;阴极保护监测;冷源海水系统主要分为海水过滤系统、海水循环冷却系统以及

2、重要厂用水系统，是核电站重要的辅助系统及冷源保障。其长期服役于海水环境中，一旦发生腐蚀不仅维修难度高、工期长，严重时将会威胁机组安全运行[1]。外加电流阴极保护是海水系统腐蚀防护的主要方法之一，但核电站工况复杂，电气设备较多，会对阴极保护系统产生影响，降低其对海水系统的保护效果，因此及时有效的对阴极保护进行监测尤为重要。早期，核电站海水阴极保护系统中采用的基本为可控硅整流器，无数据记录功能，现场运维依靠人员定期记录数据，数据量过少，当阴极保护系统出现故障时并不能准确地反馈实际问题，给原因分析及故障处理造成诸多不便。因此，部分核电站已将原有的可

3、控硅整流恒电位仪替换成最新的智能数字式恒电位仪，采用自动化控制技术、人机交互友好并具有数据采集、查询、存储功能及远程实时监测等功能。上述软、硬件功能的提升，为阴极保护系统采用实时监测提供了先决条件。本文列举了几个核电站海水相关设备阴极保护系统运行异常的案例，通过对阴极保护监测数据分析查明了原因，并建立了失效故障数据库，对后续同类故障的分析、预防及系统健康状况评估具有重要的意义[2]。1系统简介5学海无涯1.1鼓形旋转滤网。鼓形滤网是核电厂循环冷却水系统的主要过滤设备，鼓形滤网由主轴、轴承、鼓网骨架、不锈钢网片、密封装置、反冲洗装置、驱动装置、

4、控制系统、压差监测系统及阴极保护及监测系统等组成。其主要选用的材料为碳钢和不锈钢，其防腐措施主要采用阴极保护与防腐涂料联合保护的方法。鼓形滤网处于半浸泡环境中，运行期间干湿交替，当鼓网位于大气区、浪溅区及水位变动区时，阴极保护系统无法提供有效的保护，此时主要通过防腐涂层和材料自身的耐蚀性及腐蚀裕量抵御海水腐蚀[3]。1.2重要厂用水系统（SEC）。重要厂用水系统（SEC）其主要功能是将由设备冷却水（RRI）收集到的热负荷输送到最终热井海水中。SEC管道从鼓型滤网过滤水池取水。输送海水的管道主要为碳钢衬胶管道、内外部涂刷防腐涂料及外加电流阴极保

5、护管道。2案例分析5学海无涯2.1电解制氯加药对鼓网阴极保护系统运行的影响。某核电站在大修期间，某列鼓网检修工作完成后，其阴极保护系统也完成调试后以恒电位模式运行，保护电位稳定在150mV（相对于高纯锌参比，下同）左右，运行一段时间后，现场巡视人员发现鼓网保护电位在150～500mV之间波动，3d后波动消失，鼓网保护电位重新稳定在150mV左右。将鼓网保护电位异常期间的监测数据拷出作图，如图1所示。从图1中可以看出，电位从节点1开始上升。节点2处电位突然下降，节点3处电位又开始上升，节点4处电位开始下降至保护范围内。节点5之后鼓网保护电位逐渐

6、下降，重新稳定在150mV左右。图1中节点5保护电位上升是因为人工干涉，为了使得鼓网3个区保护电位平衡，将预置电位设定值设定为230mV产生的。鼓网保护电位异常期间，对参比电极、辅助阳极以及电缆进行了检查，均未发现问题，并且使用便携式参比电极在鼓网主轴平台测量了鼓网水下电位，测量结果与恒电位显示一致，排除了阴极保护系统本身的问题。异常期间保护电位出现几次大幅度变化，考虑有可能外界因素对鼓网阴极保护的影响。查看相关设备运行情况后发现：（1）节点1处此列鼓网的循环水泵停止运行；（2）节点2处此列鼓网加药装置进行检修，停止加药；（3）节点3处此列鼓

7、网加药装置检修结束，重新开始加药；（4）节点4处此列鼓网的循环水泵开始运行。滨海电厂以海水作为冷源，但为了防止海水中的海生物在系统管道内滋生导致堵塞，通常在海水取水口处加入由电解制氯系统制备的低浓度次氯酸钠，以其作为杀生剂防止海生物滋生。结合图1曲线及相关设备运行情况，节点1处循环水泵停止运行，但此时电解制氯装置并未停运，导致鼓网水室内海水中次氯酸钠浓度持续增大，由于次氯酸钠是一种去极化剂，当海水中次氯酸钠浓度过高时，使得鼓网难以极化，导致鼓网保护电位上升；节点2处此列鼓网加药装置进行检修，停止加药，海水中次氯酸钠浓度下降，鼓网保护电位下降；

8、节点3处此列鼓网加药装置检修结束，重新开始加药，海水中次氯酸钠浓度再度上升，鼓网保护电位5学海无涯随之上升；节点4处此列鼓网的循环水泵开始运行，以40m3/s的速度