非核蒸汽沖轉(zhuǎn)試驗可行性分析

王文華 王云崎

（中國核電工程有限公司調(diào)試部，北京 100000）

1 概述

汽輪發(fā)電機組首次非核蒸汽沖轉(zhuǎn)主要目的是要盡早的暴露汽輪機組在安裝過程中的隱藏的各種問題，并提早解決。非核蒸汽沖轉(zhuǎn)利用一回路主泵運行和穩(wěn)壓器電加熱器工作輸入的能量使一回路主冷卻劑系統(tǒng)升溫升壓，主冷卻劑流過蒸汽發(fā)生器時將熱量傳遞給其二次側(cè)的給水而產(chǎn)生的飽和蒸汽作為汽源，經(jīng)過充分蓄能后將汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升至3000轉(zhuǎn)/分鐘。

2 試驗準備

2.1 非核沖轉(zhuǎn)的理論依據(jù)

沖轉(zhuǎn)成功的關健在于主要是一回路（包括蒸汽發(fā)生器）能否給汽輪機提供足夠的蒸汽用于沖轉(zhuǎn)，而這又取決于兩個方面：一是汽輪機沖轉(zhuǎn)的蒸汽需求量M1；二是一回路（包括蒸汽發(fā)生器）所能提供的蒸汽量M2。

計算結果顯示在汽輪發(fā)電機沖轉(zhuǎn)過程中，系統(tǒng)能在35min時間內(nèi)提供79.6T蒸汽；在沖轉(zhuǎn)期間，由于反應堆冷卻劑溫度下降，引起其體積收縮，除了穩(wěn)壓器水容積補償，需額外增加上充流量5.4T，才能避免穩(wěn)壓器電加熱器裸露；蒸汽發(fā)生器僅靠水位下降能提供58.8T蒸汽,所以需額外補充20.8T給水，才能提供79.6T蒸汽

2.2 系統(tǒng)準備

在汽輪機非核蒸汽沖轉(zhuǎn)之前，常規(guī)島部分主機以外的各個系統(tǒng)的調(diào)試工作已經(jīng)基本完成，可以滿足非核蒸汽沖轉(zhuǎn)的需要，具體檢查沖轉(zhuǎn)前常規(guī)島各個系統(tǒng)可用性的方法是核對各個系統(tǒng)調(diào)試規(guī)程的完成情況和結果，并要求各個系統(tǒng)負責人簽字確認。在完成可用性檢查之后，就需要進行常規(guī)島的整組啟動，將各個系統(tǒng)的狀態(tài)擺至沖轉(zhuǎn)前要求的狀態(tài)。

核島相關系統(tǒng)已完成一階段熱態(tài)功能試驗，核島處于熱停堆工況，與試驗有關的保護與聯(lián)鎖信號SI輸出信號、主蒸汽管道自動隔離信號、核島引起的跳機信號（P4、ATWT、SI、P14 ）、電動和汽動輔助給水自動啟動信號全部切除。

3 試驗實施

機組的非核沖轉(zhuǎn)試驗分作四步進行：

3.1 磨擦檢查

汽輪機首次非核沖轉(zhuǎn)采用“操作人員自動”方式，由高壓缸兩只調(diào)節(jié)汽閥同時開啟或關閉來控制汽輪機的轉(zhuǎn)速。

主控室操縱員按汽輪機“復位”按鈕，并在DEH畫面上設定汽輪機的目標轉(zhuǎn)速200rpm和升速率50 rpm。并按下“GO”按鈕，汽輪機開始升速?，F(xiàn)場檢查汽輪機各軸瓦的振動和溫度均在正常范圍，各軸承回油溫度與機組沖轉(zhuǎn)前相比也無明顯變化，各輔助系統(tǒng)的各項運行參數(shù)均正常。就地手動打閘停機，汽輪機轉(zhuǎn)速開始下降，汽輪機處于惰走狀態(tài)。就地對汽輪機進行磨擦檢查，利用聽音棒傾聽汽缸、軸承油擋和汽封等處各動、靜部件，未監(jiān)聽到磨擦音。

3.2 低速暖機

當汽輪機轉(zhuǎn)速降至50rpm時, 分別在就地和主控復置汽輪機,并在DEH畫面上設定汽輪機的目標轉(zhuǎn)速600rpm和升速率50rpm，汽輪機升速。當轉(zhuǎn)速達600 rpm時, 汽輪機在此轉(zhuǎn)速下進行低速暖機。操縱員分別在主控計算機中和現(xiàn)場進行全面檢查，系統(tǒng)各項運行參數(shù)未見異常。

3.3 高速暖機

低速暖機20分鐘后，操縱員重新設定汽輪機的目標轉(zhuǎn)速為1100 rpm和升速率為150 rpm。汽輪機繼續(xù)升速。當轉(zhuǎn)速達到1100 rpm時，汽輪機開始高速暖機。

3.4 汽輪機沖轉(zhuǎn)至3000rpm

重新調(diào)整新調(diào)整SG水位及一回路各主要參數(shù)至初始狀態(tài)，然后汽機以150 rpm的升速率向目標值3000 rpm沖轉(zhuǎn)。應特別注意監(jiān)測與測量軸系的臨界轉(zhuǎn)速與振幅值，應特別注意機組差脹、軸振動、軸承金屬溫度軸承回油溫度等參數(shù)的變化。當主蒸汽壓力或其它參數(shù)達到限值時，則立即停機，并關閉主汽門遮斷引導閥后手動截止閥。

4 某電廠非核沖轉(zhuǎn)實施過程

具體的沖轉(zhuǎn)過程如下：4月21日上午，各個崗位人員就位，一二回路狀態(tài)如下：一回路溫度287℃，壓力15.47MPa，穩(wěn)壓器水位1.63m，SG1/SG2水位分別為0.94m和1.06m，主蒸汽母管壓力6.37MPa，蒸汽溫度280℃，凝汽器真空9.7KPa。10時35分，操作員按下汽機掛閘按鈕，轉(zhuǎn)速上升。因為在第二次沖轉(zhuǎn)過程當中已經(jīng)進行了摩擦聽音檢查，所以此次沖轉(zhuǎn)沒有在200 r/min停留，而是直接以30 r/min的速率上升至780 r/min左右。此過程當中，頂軸油泵以及低壓缸末級噴淋閥均自動動作，現(xiàn)場無異常，汽機各項參數(shù)正常。隨后，操縱員在DEH中重新設定目標轉(zhuǎn)速為1100 r/min，升速速率50 r/min。11時06分，汽機轉(zhuǎn)速達到1100 r/min，并在此平臺穩(wěn)定20min進行高速暖機。期間，現(xiàn)場現(xiàn)場各項檢查均無異常，軸瓦溫度、軸承振動正常。暖機結束后，操縱員在DEH中重新設定目標轉(zhuǎn)速為3000r/min，升速速率200 r/min，以求快速通過共振區(qū)，然后以150 r/min的速率升至1650 r/ min，之后又以200 r/min的速率上升至2900 r/min。當汽機轉(zhuǎn)速達到2900 r/min之后，操縱員降低升速速率至75 r/min，目標3000 r/min。汽輪機在11時36分達到3000 r/min的預定轉(zhuǎn)速，并在此平臺穩(wěn)定運行6分鐘。11時42分，操縱員在主控手動打閘停機，汽機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下降，在通過各個共振區(qū)時軸承有較大振動，最大至384μm，其他無異常，汽輪機于12時45分達到0轉(zhuǎn)速，現(xiàn)場手動投入盤車，非核沖轉(zhuǎn)試驗結束。

結語

通過理論計算，以及根據(jù)實際機組數(shù)據(jù)分析，利用一回路主泵運行和穩(wěn)壓器電加熱器工作輸入的能量使一回路主冷卻劑系統(tǒng)升溫升壓，使蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，將汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速升至3000轉(zhuǎn)完全可行，通過非核沖轉(zhuǎn)案例中暴漏出來的問題來看，非核沖轉(zhuǎn)可以盡早的暴露汽輪機組在安裝過程中的隱藏的各種問題，并提早解決，實施非核沖轉(zhuǎn)非常有必要。

[1]吳小海.非核蒸汽沖轉(zhuǎn)汽輪發(fā)電機組熱平衡計算.

[2]CJTP1GTA50，常規(guī)島非核蒸汽沖轉(zhuǎn)啟動準備[S].海南項目調(diào)試部. [3]核電秦山聯(lián)營有限公司.秦山第二核電廠高級運行教程.

[4]CJTP1GTA51，汽輪機初次非核蒸汽沖轉(zhuǎn)試驗[S].海南項目調(diào)試部.