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给快堆换“肾”——一波又三折
金属钠的性质非常活泼,遇到空气会氧化燃烧。因此,涉钠设备冷阱在线更换比安装更难,它不仅要求更高的操作安全性,而且涉及多个设备、多个系统的复杂接口以及辐射防护等多项工作。而这次是国内首次涉钠设备冷阱的在线更换,无任何成熟经验可以借鉴。
为确保在线冷阱更换顺利实施,经过认真的分析和研究,专业人员先后编制了50多本技术文件,从技术上进行了充分的准备。同时,协作单位冷阱的制造工作也立刻启动,很快,两台新冷阱到货。
2013年5月,工作人员开始进行一回路2号冷阱更换工作。吊装、仪器仪表安装……各项工作有条不紊地迅速展开。6月,2号冷阱的安装和充钠前的相关调试准备相继完成。7月2日,更换后的2号冷阱(2号备用冷阱)开始充钠并投入试运行,在解决了冷阱冷却油系统流量测量存在盲区、冷却油循环建立等难题之后,新冷阱开始进入净化运行状态。
投运以后,这台冷阱的净化效果非常明显,一回路阻塞计所测量的阻塞温度和解阻温度呈逐渐下降趋势,到2013年9月上旬,阻塞温度和解阻温度测量最低值分别为137℃和163℃。堆内杂质的总浓度降低到低水平(3ppm~4ppm),冷阱捕获的氧化钠杂质总量约为40公斤。
一切似乎进行得太顺利,难免让人心里觉得不踏实。果然,此后2号备用冷阱的状态参数出现了明显的异常,冷阱的流量逐渐下降,冷阱的进出口压差快速增大,这说明冷阱内部又出现了堵塞的情况。
工作人员首先采取应急处置措施提升2号备用冷阱的整体温度。同时,对冷阱的状态进行了仔细分析和判断,并采取了相应的运行措施进行验证。通过综合分析,净化工艺研究的专家初步判定冷阱堵塞主要是两个方面的原因造成:一方面是冷阱运行方式存在一些问题,主要是冷阱冷却油温偏低;另一方面是冷阱降温速度过快。随后,经过多种方案的验证试验,阻塞温度始终维持在144℃左右,解阻温度稳定在165℃左右,专家们判定2号备用冷阱已基本失去净化功能,需要再次进行更换。2013年10月17日,2号备用冷阱停止运行,工作人员开始准备对2号冷阱进行二次更换,一切又要重新来过。
2013年12月,2号冷阱完成第2次更换及调试,具备运行条件。2013年12月24日这台冷阱重新充钠并投入试运行;2013年12月31日开始净化运行。2014年1月14日一回路阻塞温度已降至120℃以下,一回路钠净化工作已经达到预期目标:阻塞温度低于130℃。截止目前运行一切正常,这表明新更换的冷阱已完全能够满足快堆运行的需要。至此,国内首次进行的涉钠设备在线更换宣告结束。冷阱在线更换工作的完成,为快堆的满功率运行扫除了一个看似不可逾越的障碍。
2014年4月4日22∶08,中国实验快堆又一次达到40%功率并成功并网,至4月8日12点已连续并网发电86小时,累计发电量348050千瓦时、上网电量94380千瓦时。此次启动和成功并网发电86小时是继2011年7月21日完成首次并网24小时工程验收目标之后的又一个重大突破,快堆各个系统和设备经历了长时间的考验,这为后续进一步提升功率积累了宝贵的运行经验。
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