淺析核電站隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備電氣控制系統(tǒng)

周健

摘 要：核電站循環(huán)水系統(tǒng)為單元制直流供水系統(tǒng)，其主要功能是為汽輪機(jī)凝汽器和其它輔機(jī)冷卻設(shè)備提供冷卻水，同時(shí)為核島提供安全廠用水。供水方式為直流供水，其流程為：引水明渠-隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物（內(nèi)有閘門-移動(dòng)式抓斗清污機(jī)-旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)）-引水隧洞-聯(lián)合泵房（內(nèi)有閘門-鼓型濾網(wǎng)-循環(huán)水泵-重要廠用水泵等）-循環(huán)水管-凝汽器-循環(huán)水溝-虹吸井-排水溝-排水口-大海。

其中取水口的隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，整個(gè)進(jìn)水構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)備自動(dòng)控制程度、安全運(yùn)行條件、可靠性等非常重要。結(jié)合設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝運(yùn)行情況，闡述田灣5、6號(hào)機(jī)組隧道進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，主要描述鋼閘門、移動(dòng)式抓斗清污機(jī)、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)電氣控制及自動(dòng)化情況。

關(guān)鍵詞：電氣工程;電氣自動(dòng)化控制;特點(diǎn);應(yīng)用

一、進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備系統(tǒng)組成

田灣核電站擴(kuò)建工程5、6號(hào)機(jī)組廠址位于江蘇省連云港市田灣核電站一期工程西北側(cè)的船山，北距連云港碼頭5.2km，東北距高公島鄉(xiāng)2km，南臨黃海，東北臨東崖屋村。田灣核電站擴(kuò)建工程5、6號(hào)機(jī)組計(jì)劃于2010年10月31日開工澆筑第一罐混凝土，單臺(tái)機(jī)組建設(shè)周期為60個(gè)月，兩臺(tái)機(jī)組間隔10個(gè)月。本期工程隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物緊鄰一、二期進(jìn)水構(gòu)筑物建設(shè)，為單元制式，每機(jī)設(shè)置5個(gè)進(jìn)水通道，后合并為一個(gè)引水隧洞。隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物每一過水通道上設(shè)有檢修鋼閘門、移動(dòng)式清污機(jī)、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。其中兩臺(tái)機(jī)組設(shè)置正向止水閘門10套，帶液壓千斤頂保護(hù)裝置，同時(shí)在迎水面設(shè)計(jì)安裝犧牲陽極塊。設(shè)備按機(jī)組配套兩臺(tái)自動(dòng)抓鉤。移動(dòng)式抓斗清污機(jī)兩臺(tái)，配套格柵10套，負(fù)責(zé)清理50毫米以上雜物，兩臺(tái)清污機(jī)公用一個(gè)行走軌道。10臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)對(duì)應(yīng)安裝在格柵后面，主要過濾10毫米以上的細(xì)小懸浮物和魚蝦。海域海生物較多，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)。沿岸海域記錄污損生物73種，1、2月完全沒有生物附著，3月份表層有少量絲綴和群體硅藻附著，底層無生物附著，4月份苔絲蟲及環(huán)口線蝗開始附著，5月附著生物有所增加，6、7、8、9月份為附著盛期，10月份附著量開始下降，11月份僅有4 種生物附著，12月份已完全停止附著。

二、進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備電氣自動(dòng)化集中控制的形式

系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備移動(dòng)抓斗清污機(jī)采用集中式控制，就是在電氣自動(dòng)化控制中，選用一個(gè)處理器控制兩臺(tái)清污機(jī)，所有信號(hào)都集中在這個(gè)處理器上，進(jìn)行集中處理控制。這樣符合兩臺(tái)抓斗清污機(jī)可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以互為備用。系統(tǒng)監(jiān)視信號(hào)處理指令會(huì)綜合兩臺(tái)移動(dòng)抓斗清污機(jī)狀態(tài)信號(hào)，保證設(shè)備安全獨(dú)立運(yùn)行。

具體設(shè)計(jì)為：①每臺(tái)移動(dòng)抓斗清污機(jī)上面都安裝兩臺(tái)強(qiáng)光照明，保證夜間作業(yè)可以看清水面狀況。②每個(gè)立柱和電氣控制柜上都設(shè)計(jì)了急停按鈕，保證無論是5號(hào)機(jī)還是6號(hào)機(jī)只要就近操作急停按鈕都能讓設(shè)備停止運(yùn)行。③兩臺(tái)清污機(jī)正常停車在軌道兩端，運(yùn)行可以沿前進(jìn)方向順序清理本機(jī)組第1到第5個(gè)流道格柵上面的污物，也可以按照備用選擇要求，清理第6到第10個(gè)流道格柵上面的污物。④軌道兩端分別設(shè)計(jì)了卸污位和停車位，設(shè)備正常卸污后需要停在停車位。⑤每臺(tái)移動(dòng)抓斗清污機(jī)單獨(dú)配置一臺(tái)手動(dòng)操作器，工人可以移動(dòng)操作清污過程。⑥每臺(tái)格柵前后都配置了一臺(tái)超聲波液位計(jì)，信號(hào)接入處理器，處理器會(huì)根據(jù)液位對(duì)比在顯示器上顯示液位差值。并根據(jù)自動(dòng)選擇要求發(fā)出指令清理對(duì)應(yīng)液位超差的流道。⑦每個(gè)流道上面對(duì)應(yīng)位置都是設(shè)計(jì)安裝了定位感應(yīng)器，移動(dòng)抓斗清污機(jī)行走到指定位置時(shí)，觸發(fā)光電感應(yīng)接近開關(guān)，停車定位清污。⑧清污過程設(shè)計(jì)了抓斗下降-抓耙關(guān)閉-抓斗提升-返回卸污位-抓耙打開（卸污），其中抓耙下降到位由松繩裝置發(fā)出信號(hào)，抓耙關(guān)閉靠液壓泵出口壓力和時(shí)間控制，提升到位靠提升到位感應(yīng)開關(guān)控制。⑨液壓泵站設(shè)計(jì)油位低報(bào)警（防止漏油）。

其控制模式有：①就地手動(dòng)模式，按鈕選擇就地手動(dòng)，清污機(jī)可以在觸摸屏上進(jìn)行收到分步操作，按下需要清污的格柵流道號(hào)，移動(dòng)抓斗清污機(jī)回運(yùn)行到指定位置完成清污過程回到卸污位卸污。②選擇手操器操作，按鈕選擇手操器控制，在手操器上按下前進(jìn)按鈕，清污機(jī)前行到第1流道，如需繼續(xù)前進(jìn)需要再次按下前行按鈕，直到停止在需要清污的流道，按下清污按鈕清污機(jī)完成抓污卸污任務(wù)。③液位差控制清污，按鈕選擇液位自動(dòng)，系統(tǒng)根據(jù)液位差，自動(dòng)前行到報(bào)警流道完成抓污卸污任務(wù)。

觸摸屏畫面分別設(shè)置了旋轉(zhuǎn)按鈕，報(bào)警指示燈，行走、提升、液壓泵站電機(jī)運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)信號(hào)。動(dòng)畫顯示各個(gè)流道前后水位差值，兩臺(tái)機(jī)組移動(dòng)抓斗清污機(jī)主備用狀態(tài)等等。系統(tǒng)通過光纖和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)連接，可以將報(bào)警狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上顯示，用以提醒遠(yuǎn)程集控室實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況。

三、進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備電氣自動(dòng)化分散控制的形式

旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)設(shè)備采用分布式控制，即10個(gè)流道的旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)配套10臺(tái)獨(dú)立就地控制箱，用于對(duì)10臺(tái)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)分別控制。與集中式控制對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，分布式控制改善了集中式控制中使用一個(gè)處理器信息太大，信號(hào)線多的缺點(diǎn)，可以避免集中式控制中工作量過大的弊端。每臺(tái)控制箱單獨(dú)對(duì)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)設(shè)計(jì)了啟動(dòng)、停止按鈕，并在面板設(shè)計(jì)了急停按鈕和報(bào)警指示燈。每個(gè)控制箱設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)方通訊接口，可以把運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)信號(hào)和報(bào)警狀態(tài)送至遠(yuǎn)方集控室，可以將報(bào)警狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上顯示，用以提醒遠(yuǎn)程集控室實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況。

四、設(shè)備電氣自動(dòng)化控制的特點(diǎn)

（一）可靠性強(qiáng)。在電氣自動(dòng)化的支持下，系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備元器件展開檢驗(yàn)，提升系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性，讓設(shè)備可以在良好穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行，不會(huì)被外界環(huán)境所影響。

（二）適用性良好。在生產(chǎn)的實(shí)際中，對(duì)電氣自動(dòng)化合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化記錄，對(duì)數(shù)據(jù)展開分析推理，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行判斷，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。在電氣自動(dòng)化的支持下，系統(tǒng)有著良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，同時(shí)具備良好的適用性。

（三）先進(jìn)性。自動(dòng)化控制的水平，是企業(yè)實(shí)際發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。在實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，企業(yè)需要做好產(chǎn)品生產(chǎn)以及成品測(cè)試，這些是保證生產(chǎn)效率以及質(zhì)量的重要因素。在電氣自動(dòng)化的支持下，設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化程度高，為用戶節(jié)約資源，為企業(yè)不斷提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供支持。

五、電氣自動(dòng)化的展望

要想讓電氣自動(dòng)化在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化發(fā)展，就需要對(duì)電氣自動(dòng)化展開規(guī)范化管理，在電氣自動(dòng)化的支持下，讓系統(tǒng)的功能得到最大程度上的發(fā)揮，保證在生產(chǎn)、測(cè)試以及產(chǎn)品應(yīng)用等各方面，發(fā)揮出電氣自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)意義。因此在電氣自動(dòng)化方面，要對(duì)安全進(jìn)行充分考慮，對(duì)運(yùn)行程序進(jìn)行規(guī)范，并注重安全規(guī)范化的技術(shù)操作，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，加強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)需求的了解，對(duì)電氣自動(dòng)化加強(qiáng)創(chuàng)新。

結(jié) 論

總之，在核電隧洞進(jìn)水構(gòu)筑物設(shè)備領(lǐng)域，設(shè)備的電氣自動(dòng)化控制是非常關(guān)鍵的，在保證安全的情況下，立足現(xiàn)場(chǎng)工況實(shí)現(xiàn)智能、節(jié)能、安全可靠，給用戶設(shè)備提供最佳控制方案。

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