核电厂冷冻机制冷剂泄露故障分析及处理方法讨论

核电厂冷冻机制冷剂泄露故障分析及处理方法讨论

刘小建

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：本文主要针对核电厂冷冻机制冷剂泄漏故障问题产生的原因进行了深入分析，并结合实际情况提出了一些有效的处理策略，希望能为相关人员提供合理的参考依据。

关键词：核电厂；冷冻机；制冷剂；泄漏故障；处理方法

本文主要针对某核电厂冷冻水系统运行情况进行了深入分析，发现该系统在投入运行之后，出现了多次制冷机制泄漏现象，而冷冻机一定发生制冷剂泄漏问题，将会导致制冷效率下降，严重时可能会导致冷冻机出现跳机现象。因为冷冻机常规查漏方法所涉及到的周期时间比较长，并且在对核电厂冷冻系统故障与机组开展相应的控制工作时，需要在机组大修时才能开展。在制冷剂减少的情况下，需要对制冷剂进行补充，从而才能满足系统运行过程中的相关要求。而这种操作不但会对制冷剂带来非常严重的浪费现象，并且还会在一定程度上增加维修成本的投入，导致制冷剂泄漏风险不断增加，从而无法实现对故障问题的合理解决。因此，为了能对制冷剂泄漏问题进行严格控制，应该对泄漏问题产生的原因进行深入分析，从而及时采取有效的处理方法，这对于解决制冷剂泄漏问题有着非常重要的作用。

1. 制冷剂泄漏故障现状与类型

1. 1. 核电厂冷冻机制冷剂泄漏问题产生的原因分析

某核电厂冷冻机初次投入运行后，制冷系统出现了多起制冷剂泄露现象，冷冻机使用的制冷剂为R134a，是无限溶于润滑油的制冷剂，虽然无毒，不会破坏臭氧层。但是造成了冷冻机多起故障停机，严重影响了冷冻水系统的稳定运行。针对发生制冷剂泄漏的多起故障现象分析，制冷剂泄漏出现在压缩机机械密封、螺纹连接管接口处、法兰、管道焊缝处等，分析发生如此多制冷剂泄露的原因大致如下：第一，安装调试阶段厂房环境较差，灰尘大，法兰及螺纹表面可能未清洗干净；第二，润滑油管路系统冲洗不到位，润滑油中杂质含量较多；第三，制造厂商对这些关键连接部位的连接螺栓无明确上紧力矩值标准，螺栓上紧是否满足下况完全由操作工人来决定。

1.2 制冷剂泄漏故障分类

通常情况下，可以将制冷剂泄漏问题划分为两种类型，分别为内漏与外漏。其中，内漏主要指的是制冷剂在冷冻水或者是冷却水中泄漏，而导致内漏问题产生的主要原因，是因为蒸发器的低压比较低，同时低压控制器出现了失灵现象，使得蒸发温度低于0℃，冻裂蒸发器传热管，R134a从冷冻水系统中漏掉。蒸发器和冷凝器的传热管与端板扩管处未胀紧也会导致R134a漏出，这种泄露现象一般是由于制造工艺不过关，或者蒸发器和冷凝器运行较长时间容易发生。

结合最近几次故障问题进行分析，核电厂冷冻机较易发生外漏，冷冻机外漏指制冷剂向大气中泄露，根据泄露部分划分为以下几种：第一，法兰连接处泄露，有冷凝器制冷剂法兰，系统中手动隔离阀中法兰，法兰连接阀门，当法兰螺栓松动都可能造成制冷剂泄漏；第二，螺纹连接处泄露，如螺纹连接油管及制冷剂管路，螺纹连接阀门，还有部分堵头等。机组一些铸件在铸造中由于型砂质量较差或铸造工艺不合理，形成砂眼和裂纹，而机组管理人员在检漏时重点放在密封连接处，常忽略对铸件机体的检漏，从而发生R134a外漏。管径较小的制冷剂输送管或油管路破损，可能是制冷剂管路振动腐蚀问题或人为原因踩坏。压缩机机械密封泄露，螺杆冷冻机的螺杆是高速旋转的机械，它的轴端采用机械密封，其动环和静环为石墨环，润滑油可以随制冷剂一起渗透到压缩机机械密封动静环接触面上，形成油膜，密封面经常会由于操作不当发生磨损和裂纹。可能原因如下:第一，冷却水断水:当冷却水系统中混入空气或者冷却水循环不畅时，冷凝器内制冷剂冷凝困难，压缩机高压端排气压力骤然上升，动环和静环密封油膜被冲破，出现半干摩擦或干摩擦，在摩擦热应力作用下，石墨环产生裂纹。压缩机启动时增载过快，高压突然增大同样易使石墨环炸裂；第二，轴封的弹簧及压盖安装不当使石墨环受力不均，造成石墨环破裂；第三，轴封润滑油的压力和粘度影响密封动压液膜的形成，也是石墨环损坏的重要因素；第四，润滑油中混人杂质，杂质随润滑油进入机械密封动静环接触面上，也可造成石墨环的损坏；第五，压缩机对中较差，没有达到标准也可能造成机械密封损坏。

2、制冷剂泄漏检测方法

结合目前的实际情况来看，冷冻机制冷剂泄漏非常多，因此，加强制冷剂泄漏检测工作有着非常重要的作用，在面对不同的泄漏形式时，也应该采取不通过的检测方法，其中内漏是制冷剂泄漏到冷冻水或者是冷却水系统中，通常可以对水中的氟离子进行检测，看是否存在超标现象，从而也就可以明确系统中是否存在内漏现象。在具体的检测过程中，其检测方法主要体现在了以下几个方面：第一，目测检漏。用肉眼看系统是否有泄漏，在夏季检查制冷剂泄露，由于制冷剂温度较低，泄漏部位一般会结霜，可以看管路是否结霜；第二，气体差压检漏。利用系统内外的气压差，将压差通过传感器放大，以数字、声音或电子信号的方式表达检漏结果，核电厂主要通过压力监测的手段定性地检查是否有制冷剂池漏；第三，氮气加压检漏。需将制冷剂及压缩机润滑油抽出，然后抽真空，再向制冷剂系统内打氮气加压，然后进行保压检漏。

目前制冷剂泄漏检漏比较常用的还有卤素灯检漏。但会有明火产生，有一定危险性，核电厂一般不予采用。实际查找制冷剂泄漏故障时，我们一般综合以上三种查漏方法，先是采用目测检漏法对制冷剂泄漏管路进行查漏，找到漏点进行紧固、拧紧等措施，通过气体差压监测，检验系统制冷剂泄漏点是否处理成功，若还是有漏冷媒现象，再采取氨气加压检漏，彻底处理制冷剂泄漏故障。

3、核电厂冷冻机制冷剂泄漏处理策略

3.1 螺纹连接处泄露处理

对于管道螺纹连接处的泄露，其一般处理为在线紧固，但其以后仍有泄漏的可能性，故对于此种泄漏做好标记，到机组大修时，将其螺纹管进行重新安装，并在螺纹上缠绕生料带或螺纹密封剂，安装完成后做密封处理，从而有效的防止制冷剂泄露。

3.2制冷剂输送管路泄漏处理

制冷剂管路破损处理方法是将制冷剂输送管路整体拆除。制作新的管路，进行整体更换。为了避免这种情况的发生，发现管路相互碰撞、磨擦时，对管路重新安装固定支架和管筛并在铜管和管箍接触的部分，用戈尔材料包扎，防止机组运转时管箍对铜管的摩擦。

3.3法兰连接处泄露处理

核电厂冷冻机法兰连接泄露出现了多起故障，其根本原因一般为螺栓未紧固，但由于其具体的诱发原因不同，其也应采用不同的处理方式。最为常见的原因为所有的螺栓均松动，这种处理方式较为简单，即对称的紧固相应的螺栓，使法兰的均匀的紧固。也有可能是各个的螺栓受力不同，造成法兰的没有均匀受力，使法兰有轻微的倾斜，造成垫片的压缩量不同而造成微小泄漏，其检查时在法兰一周喷涂检漏液，观察泄漏部位后，确定需要紧固的螺栓，使各个螺栓受力尽可能的一致。

结语：

综上所述，本文主要对核电厂冷冻机制冷剂泄漏问题产生的原因进行分析，并总结出了几种不同的检测方法。在实际的检测过程中应该根据实际情况及时采取有效的处理措施，加强细节处理工作，将监测工作进行全面落实，及时发现泄露问题，保障机组安全运行。同时还要从设备可靠性及维修质量方面入手，从根本上避免制冷剂泄漏问题的产生。

参考文献：
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