某電站3、4號機組應急柴油機工藝系統(tǒng)及改進

摘 要：介紹了田灣核電站3、4號機組應急柴油機的工藝系統(tǒng)，相比1、2機組應急柴油機工藝系統(tǒng)的改進，以及1、2號機組應急柴油機運行過程中的經(jīng)驗反饋。

關(guān)鍵詞：應急柴油機；工藝系統(tǒng)；改進措施

1 概述

田灣3、4號機組共配有8臺應急柴油發(fā)電機，每臺機組各四臺，分別作為四條6kV應急段母線的備用電源，每臺應急柴油機完全獨立并布置在各自單獨的廠房里，當應急段母線電壓降低至2.52kV延遲2s或者應急段母線頻率降低至47.4Hz延遲2s，應急柴油發(fā)電機會自動啟動，接入6kV應急母線并且加載。應急柴油發(fā)電機從接到啟動命令到開始負荷加載過程的時間不超過15s。

2 田灣3、4號機組應急柴油機工藝介紹及改進

田灣3、4號機組應急柴油發(fā)電機，柴油機和發(fā)電機通過連軸器連接，其中柴油機為MTU廠生產(chǎn)的，型號為MTU20V956TB33，四沖程，20缸，V型；發(fā)電機為上海電氣集團上海電機廠有限公司生產(chǎn)的，型號為TFHY5500-4，同步發(fā)電機，無刷自勵自動調(diào)節(jié)電壓。柴油機的主要工藝系統(tǒng)包括啟動空氣系統(tǒng)XJP、燃油供應系統(tǒng)XJN、進風和排氣系統(tǒng)XJQ/XJR、潤滑油系統(tǒng)XJV和內(nèi)回路冷卻水系統(tǒng)XJG。

2.1 啟動空氣系統(tǒng)XJP

2.1.1 功能

柴油機本身沒有自行啟動能力。要使靜止的柴油機轉(zhuǎn)動起來，必須借助于外力，創(chuàng)造柴油機獲得第一個工作行程的條件，即在外力作用下進行進氣，壓縮，噴油，直至燃油燃燒膨脹做功才能推動活塞自行轉(zhuǎn)動。XJP系統(tǒng)提供了柴油機這一啟動過程的動力源，在壓縮空氣的作用力下，帶動柴油機達到柴油機啟動所要求的最低轉(zhuǎn)速，使得壓縮終點溫度達到燃油自燃發(fā)火的要求，柴油機點火后可以自行轉(zhuǎn)動起來。

2.1.2 改進

壓縮空氣啟動系統(tǒng)主要組成部分有：空氣壓縮機組、啟動空氣瓶、主啟動閥、空氣分配器、氣缸啟動閥和啟動控制閥。

3、4號機組的每臺應急柴油機相對于1、2號機組的每臺應急柴油機各增加一臺備用空氣壓縮機組，增加了系統(tǒng)的可靠性，在一臺壓縮機不可用無法啟動的情況下，另一臺壓縮機啟動并實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。每臺空氣壓縮機組主要由壓縮機和其電動機、空氣干燥器、壓力管線和疏水電磁閥門及監(jiān)測單元組成。壓縮機依靠空氣冷卻，采用兩級串連壓縮結(jié)構(gòu)，在每一級后面分別設有逆止閥和安全閥。為了除去空氣中的雜質(zhì)，在壓縮機的空氣吸入口處，布置了空氣過濾器。為了將油和水的凝聚物從壓縮空氣中分離出來，在壓縮空氣進入空氣干燥器之前，設有疏水分離器。

2.2 燃油供應系統(tǒng)XJN

2.2.1 功能

系統(tǒng)用于向柴油機不間斷得供給燃油。除此之外，還保證在正常工況下完成充注備用燃油箱XJN*0BB001/2、充注燃油消耗箱XJN*0BB010、事故泄油、備用燃油箱XJN*0BB001/2排油、監(jiān)測XJN*0BB001/2是否有燃油泄漏。

2.2.2 改進

（1）1、2號機組的每臺應急柴油機只有一臺燃油消耗補給泵，在柴油機運行期間，若燃油泵出現(xiàn)故障無法向燃油消耗箱補油，燃油消耗箱中的燃油只能滿足柴油機運行5個小時，為了提高系統(tǒng)安全性，3、4號機組的每臺應急柴油機各增加一臺燃油消耗補給泵。（2）在燃油消耗油箱的排放管線上增加電動隔離閥，該閥將根據(jù)火災信號自動開啟。（3）在備用燃油箱XJN*0BB001上增加就地液位計，便于現(xiàn)場補油時準確讀數(shù)。

2.3 進風和排氣系統(tǒng)XJQ/XJR

功能：系統(tǒng)用于凈化空氣，通過渦輪增壓來增加氣缸的進氣量，從而達到提升柴油機功率的目的，以及防止燃燒產(chǎn)物污染氣缸并排出尾氣。

2.4 潤滑油系統(tǒng)XJV

2.4.1 功能

潤滑油系統(tǒng)用于向柴油機的所有旋轉(zhuǎn)部件不間斷地、自動的供給潤滑油，以減小摩擦提高部件的耐磨穩(wěn)定性并冷卻部件，系統(tǒng)向旋轉(zhuǎn)表面供給潤滑油是強制性的，即有潤滑油泵保證潤滑油的供給及循環(huán)。潤滑軸承及旋轉(zhuǎn)部件所需的潤滑油儲備在柴油機的油盤中。柴油機潤滑油系統(tǒng)由5個回路組成：潤滑油供給和凈化回路，軸承和傳動機構(gòu)潤滑回路，閥門驅(qū)動潤滑回路，活塞油冷卻潤滑回路和初步油壓回路。

（1）潤滑油供給和凈化回路。油泵1XJV*0AP010，020由齒輪傳動來驅(qū)動并引導油從柴油機油盤流出通過安裝在殼體的通道到換熱器和過濾器。每個泵有旁路安全閥保護。在旁路安全閥動作時，油返回到柴油機油盤內(nèi)。潤滑油冷器1XJV*0AC010，020置于柴油機的左邊和右邊。油過濾器1XJV*0AT010，020安裝在柴油機功率調(diào)節(jié)器的一側(cè)。每個為傳動機構(gòu)和通道驅(qū)動潤滑用的過濾器殼體由兩個組合過濾器組成。用作冷卻活塞的過濾器1XJV*0AT030是單獨設置的。

（2）軸承和傳動機構(gòu)的潤滑回路。為傳動機構(gòu)軸承供油。經(jīng)過換熱器和過濾器后，冷卻和凈化的油進入柴油機殼體的軸向油集流管。油由軸向集流管沿管道流向調(diào)節(jié)器的液力驅(qū)動機構(gòu)，沿另一個管道流向增壓機，同樣地，通過逆止閥和減速齒輪后進入五組渦輪增壓機的軸承。供油到曲軸是由油集流管越過潤滑槽進入軸承，包括止推軸承。然后通過潤滑油通道進入曲軸和連桿，以便潤滑連桿軸承。

（3）閥門驅(qū)動的潤滑回路。潤滑油的供應和凈化回路通過維持壓力的閥門，沿空腔上的小孔，分配到各個軸承。油從軸的軸承流出到連桿。油通過齒輪箱的潤滑通道進入軸的連桿通過關(guān)閉的小室，氣缸頂部和連桿支撐。它潤滑連桿的軸承然后通過潤滑通道到達連桿和壓緊桿的接觸面和閥門間隙調(diào)節(jié)桿。油從軸承和潤滑點出來，潤滑壓緊桿和連桿，然后返回到柴油機油盤。

（4）活塞油冷回路。部分油從運動組件潤滑系統(tǒng)出來經(jīng)過過濾器1XJV*0AT030冷卻活塞，打開逆止閥然后通過齒輪箱的通道進入活塞油冷集流管。油從活塞冷卻油集管沿潤滑通道進入冷卻油霧化噴嘴。霧化噴嘴包括在設備里，霧化的油經(jīng)過潤滑通道進入處于活塞頭和邊緣之間的冷卻室內(nèi)部的活塞邊緣。油從冷卻室孔中心出口小孔自由流出，潤滑活塞銷釘，最后返回到柴油機油盤。

2.4.2 改進

（1）取消潤滑油消耗箱XJV10*0BB050，由于潤滑油儲存箱2000dm3，柴油機底殼200dm3，滿足規(guī)格書要求的柴油機運行168h，優(yōu)化了潤滑油系統(tǒng)的設計。如表所示。（2）在潤滑油儲存油箱1XJV*0BB001上增加就地液位計，方便監(jiān)視及充排潤滑油儲存油箱，同時增加底部排放管線。

3 結(jié)束語

應急柴油發(fā)電機作為安全系統(tǒng)重要正常運行設備的備用電源，每臺核電機組應該設置多臺應急發(fā)電機，都能滿足安全系統(tǒng)實現(xiàn)安全停堆及乏燃料水池冷卻的需要，并且每臺應急柴油發(fā)電機都是相互獨立的。每臺應急柴油機的工藝系統(tǒng)和部件應有冗余，以減小設備故障和人的差錯導致的應急柴油機不可用。

參考文獻

[1]1-SOP-XJA10～40-001.田灣1，2號應急柴油機規(guī)程（機械部分）.

[2]1-SOP-XKA10～40-001.田灣1，2號應急柴油機規(guī)程（電氣部分）.

[3]田灣1，2號機組公用系統(tǒng)流程圖.

作者簡介：張帥（1983-），男，江蘇省連云港市人，漢族，職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：電站工藝系統(tǒng)設計管理。