田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程

歐昌桂

【摘 要】田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)可以通過(guò)手動(dòng)或者沖轉(zhuǎn)程序進(jìn)行，包括汽輪機(jī)復(fù)位、EH投自動(dòng)、選擇目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率、摩擦檢查、低速暖機(jī)、中速暖機(jī)、額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行、閥門(mén)切換等過(guò)程，本文對(duì)該過(guò)程進(jìn)行具體分析。

【關(guān)鍵詞】田灣核電站；汽輪機(jī)；沖轉(zhuǎn)；DEH

田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)是采用哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HN1176-6.0型四缸六排汽凝汽式半轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)。汽輪機(jī)工作轉(zhuǎn)速為1500r/min，由一個(gè)高壓缸和三個(gè)低壓缸組成，末級(jí)葉片長(zhǎng)度1375mm。

汽輪機(jī)控制系統(tǒng)采用南京西門(mén)子的DEH系統(tǒng)。汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)由高壓主汽閥中的小容量預(yù)啟閥控制，可以比較準(zhǔn)確的控制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升。

汽輪機(jī)從盤(pán)車(chē)至額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，經(jīng)歷了包括汽輪機(jī)復(fù)位、EH投自動(dòng)、選擇目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率、摩擦檢查、低速暖機(jī)、中速暖機(jī)、額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行、閥門(mén)切換等過(guò)程。該過(guò)程可以由操縱員在主控室手動(dòng)進(jìn)行，也可以通過(guò)沖轉(zhuǎn)程序來(lái)進(jìn)行。

1 汽輪機(jī)復(fù)位

汽輪機(jī)復(fù)位包括汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)復(fù)位和機(jī)械復(fù)位。

1.1 汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)復(fù)位

汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)復(fù)位是指操縱員在主控OM畫(huà)面中投入“ETS Reset”，使汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中保護(hù)邏輯復(fù)位，如果未觸發(fā)汽輪機(jī)停機(jī)保護(hù)，則停機(jī)電磁閥自動(dòng)帶電關(guān)閉。

1.2 機(jī)械復(fù)位

機(jī)械復(fù)位分為就地手動(dòng)機(jī)械復(fù)位和主控室遠(yuǎn)程機(jī)械復(fù)位。汽輪機(jī)復(fù)位桿設(shè)置在汽輪機(jī)前箱，用于在機(jī)械超速保護(hù)動(dòng)作后使汽輪機(jī)復(fù)位?，F(xiàn)場(chǎng)操作員在就地扳動(dòng)復(fù)位桿，帶動(dòng)扳機(jī)舌片使危機(jī)遮斷器滑閥關(guān)閉，自動(dòng)跳閘油停止泄油，油壓自動(dòng)建立。自動(dòng)跳閘油壓建立后，關(guān)閉危急活塞閥。如果此時(shí)停機(jī)電磁閥已經(jīng)帶電關(guān)閉，則危機(jī)跳閘油路泄油停止，危機(jī)跳閘油壓建立。

主控室遠(yuǎn)程機(jī)械復(fù)位是指操縱員在主控OM畫(huà)面中投入“Turbine Reset”，汽輪機(jī)主復(fù)位電磁閥自動(dòng)帶電，帶動(dòng)扳機(jī)舌片使危機(jī)遮斷器滑閥關(guān)閉，與就地手動(dòng)機(jī)械復(fù)位一樣，結(jié)果使危機(jī)跳閘油壓建立。

當(dāng)危機(jī)跳閘油壓建立后，再熱主汽閥自動(dòng)開(kāi)啟，而高壓主汽閥、高壓調(diào)節(jié)閥、再熱調(diào)節(jié)閥由于伺服閥尚無(wú)控制信號(hào)，仍然處于全部關(guān)閉狀態(tài)。

2 EH投自動(dòng)

汽輪機(jī)共設(shè)置有20個(gè)控制閥門(mén)，包括4個(gè)高壓主汽閥（MSV），4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥（GV），6個(gè)再熱主汽閥（RSV）和6個(gè)再熱調(diào)節(jié)閥（ICV）。其中6個(gè)再熱主汽閥為開(kāi)關(guān)控制型油動(dòng)機(jī)閥門(mén)，只能保持打開(kāi)或者關(guān)閉狀態(tài)，其余14個(gè)閥門(mén)均為比例控制型油動(dòng)機(jī)閥門(mén)，通過(guò)伺服閥可以將閥門(mén)保持在某一個(gè)開(kāi)度。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度的功能，在每個(gè)閥門(mén)上均安裝有2個(gè)閥位變送器（LVDT）。

當(dāng)主控室操縱員在OM畫(huà)面上投入“EH Auto”，自動(dòng)觸發(fā)以下功能：

（1）復(fù)位DEH停機(jī)命令，使伺服閥重新開(kāi)始接收閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)命令；

（2）產(chǎn)生GV開(kāi)信號(hào)，使高壓調(diào)節(jié)閥（GV）和再熱調(diào)節(jié)閥（ICV）全開(kāi)；

（3）轉(zhuǎn)速控制監(jiān)測(cè)回路有效；

（4）使輸入到高壓主汽閥（MSV）的閥門(mén)開(kāi)度信號(hào)有效，允許通過(guò)MSV進(jìn)行沖轉(zhuǎn)。

3 選擇目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率

為保證汽輪機(jī)的安全，在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速1500r/min前必須進(jìn)行充分的暖機(jī)，防止轉(zhuǎn)子中心溫度和表面溫度之間的溫差造成過(guò)大的熱應(yīng)力。暖機(jī)分為低速暖機(jī)和中速暖機(jī)。

當(dāng)汽輪機(jī)由安裝后或者大修后啟動(dòng)，必須進(jìn)行摩擦檢查，防止汽輪機(jī)動(dòng)靜部分存在碰磨，造成損壞。汽輪機(jī)在200r/min時(shí)進(jìn)行摩擦檢查。

所以，根據(jù)以上的要求，汽輪機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速為下表所示：

汽輪機(jī)從不同的初始狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)，為了保證汽輪機(jī)的安全，轉(zhuǎn)速的升速率是不同的。汽輪機(jī)的升速率與適用條件如表2所示：

選擇目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率可以由操縱員在OM畫(huà)面中手動(dòng)進(jìn)行，也可以由沖轉(zhuǎn)程序自動(dòng)選擇。

4 轉(zhuǎn)速控制

當(dāng)操縱員手動(dòng)或者由沖轉(zhuǎn)程序自動(dòng)選擇了目標(biāo)轉(zhuǎn)速和升速率后，DEH系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)升速率開(kāi)始形成轉(zhuǎn)速有效值。轉(zhuǎn)速有效值和實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的偏差進(jìn)入NPR調(diào)節(jié)器（轉(zhuǎn)速負(fù)荷調(diào)節(jié)器）中進(jìn)行計(jì)算，形成汽輪機(jī)流量需求值。同時(shí)轉(zhuǎn)速偏差作為前饋，直接作用到NPR調(diào)節(jié)器的輸出。該流量需求值經(jīng)過(guò)流量曲線后轉(zhuǎn)換為伺服閥電流，送入高壓主汽閥伺服閥。高壓主汽閥根據(jù)伺服閥電流大小，調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，使汽輪機(jī)開(kāi)始由盤(pán)車(chē)轉(zhuǎn)速逐漸升高到200r/min、400r/min、1060r/min，直到1500r/min。

5 閥門(mén)切換

當(dāng)汽輪機(jī)由轉(zhuǎn)速控制提升轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速1500r/min后，可通過(guò)操縱員手動(dòng)或者沖轉(zhuǎn)程序自動(dòng)投入“GV mode”。此時(shí)，高壓調(diào)節(jié)閥從全開(kāi)緩慢關(guān)小，直到符合流量需求值的要求后停止。當(dāng)高壓調(diào)節(jié)閥關(guān)小后，高壓主汽閥開(kāi)始打開(kāi)至全開(kāi)。完成閥門(mén)切換后，汽輪機(jī)的控制任務(wù)由高壓調(diào)節(jié)閥來(lái)完成。

值得注意的是，根據(jù)4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥（GV）流量曲線的不同，當(dāng)完成閥門(mén)切換后，二號(hào)高壓調(diào)節(jié)閥（GV-B）開(kāi)度約為4%左右，其余高壓調(diào)節(jié)閥為關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)后續(xù)汽輪機(jī)開(kāi)始升功率時(shí)，4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥同時(shí)工作。

6 結(jié)論

本文介紹了田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程。在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，汽輪機(jī)進(jìn)汽由主汽閥的預(yù)啟閥控制，可以實(shí)現(xiàn)比較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速控制。設(shè)置了多個(gè)轉(zhuǎn)速平臺(tái)，使汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)摩擦檢查、暖機(jī)和額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。DEH系統(tǒng)中通過(guò)調(diào)節(jié)器對(duì)轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)速偏差同時(shí)作為前饋參與控制，可以避免由于積分效應(yīng)引起的振蕩，又盡可能消除了偏差，使沖轉(zhuǎn)過(guò)程更快更穩(wěn)定。沖轉(zhuǎn)過(guò)程可以通過(guò)沖轉(zhuǎn)程序自動(dòng)執(zhí)行，極大的減少了操縱員的工作量，使操縱員有更多的精力監(jiān)測(cè)和關(guān)注汽輪機(jī)參數(shù)的變化，減少發(fā)生人因失誤的風(fēng)險(xiǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，主汽輪機(jī)控制系統(tǒng)（DEH）系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)，2016.01.

[責(zé)任編輯：張濤]endprint