GSS工作原理

嚴誠

摘 要：大亞灣核電站GSS（汽水分離再熱器）系統(tǒng)通過一臺專用的微機控制器GSS001UC來自動控制啟動和停運期間由汽水分離再熱器（MSR）供向汽機低壓缸的熱再熱蒸汽的溫度。本文就日常運行中GSS的工作原理進行探討。

關鍵詞：GSS；預熱；控制；水位

中圖分類號： TP311 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）03-171-2

1 背景介紹

GSS的控制系統(tǒng)較復雜，主要分為預熱、新蒸汽再熱器運行、抽汽再熱器運行、放氣系統(tǒng)運行幾個方面，下面就分別從這幾方面詳細介紹GSS的控制原理。

2 工作原理

2.1 預熱

在汽水分離再熱器系統(tǒng)投入運行前，溫度控制器通過測量MSR的管板溫度來確定是否需要對新蒸汽再熱器和抽汽再熱器進行預熱。如果測得新蒸汽再熱器管板溫度低于120℃（由GSS007/009MT測量發(fā)出，在主控室T8盤上的GSS002EN3上顯示）和抽汽再熱器管板溫度低于90℃（由GSS011/013MT測量發(fā)出，在主控室T8盤上的GSS002EN4上顯示），則需要進行預熱。預熱由控制器的啟動（GSS001UC/018TL，位于主控室T9盤）準備程序來完成，運行人員只要在汽機升速前2小時啟動該程序即可。見下面的流程簡圖：

在汽機的微機調節(jié)器進入準備狀態(tài)后，校核管板溫度，如果新蒸汽再熱器管板溫度低于120℃或抽汽再熱器溫度低于90℃，則發(fā)出報警，指出MSR的預熱尚未完成（KIT中出現(xiàn)GSS082EC報警）。

2.2 新蒸汽再熱器運行

2.2.1 熱再熱蒸汽溫度線性上升的初始整定值的選取

當運行人員從汽機微機調節(jié)器操縱屏（GRE）觸發(fā)汽機升速時，同時發(fā)出一個信號到MSR的控制器（如下圖紅色部分，汽機的升速信號和GSS018TL的啟動信號）?？刂破鞲鶕?jù)三個低壓缸的初始溫度（由GME029/031/033MT測出，KIT中可以調出GME030/032/034MT查看）來確定熱再熱蒸汽溫度線性上升的初始整定值。如果平均溫度低于50℃，則線性上升的起始值整定為130℃；如果溫度高于50℃，則線性上升的起始值整定為平均溫度加80℃（即GME029/031/033MT+80℃和130℃的高選值）。

2.2.2 汽機負荷小于5%的控制

汽機開始升速后，汽機升速信號和汽機負荷小于5%額定負荷的與門信號送到RS繼電器a，使選擇開關1置于“位置1”，升溫回路失效，該溫度整定值被“凍結”，直至汽機負荷至5%額定負荷。在這一階段，需要增加進入新蒸汽再熱器管束的供汽量，保證其溫度接近升速前的初始值，以補償高壓缸排汽進入MSR對新蒸汽再熱器的冷卻效應。這期間通過控制閥152VV把進入新蒸汽再熱器的新蒸汽供汽壓力控制在汽機剛開始升速前測得的新蒸汽再熱器管板溫度相對應的飽和壓力，控制原理如圖2藍色部分所示。升速開始，記憶此時新蒸汽管板的溫度（GSS007/009MT測出，在主控室T8盤上的GSS002EN3上顯示），并轉換成對應的飽和壓力作為壓力整定值。測量值來自152VV控制閥后供汽管上兩個壓力傳感器信號（GSS0001/004MP測出-GSS017ID），經(jīng)確認并計算出平均值。整定值與實測值的偏差送調節(jié)器去控制152VV。

2.2.3 汽機負荷在5%-30%之間的控制

當汽機負荷>5%額定負荷時， RS繼電器b發(fā)出1，使 RS繼電器a輸出0，選擇開關1置于“位置2”，升溫回路生效，熱再熱蒸汽的溫度整定值“解凍”，從其初始值以1.2℃/min恒定速率上升，直至達到與負荷相關的上限值為止（圖2中的R>U，升溫即停止）。同時，控制器計算整定值與左側及右側MSR熱再熱蒸汽平均溫度（GPV005/006MT，T8盤的GSS002EN5/6顯示-2號低壓缸進汽溫度）的偏差，經(jīng)PI調節(jié)器控制GSS152VV的開度，使蒸汽溫度保持在整定值。另外，控制器還根據(jù)機組的負荷計算整定值的上限，見圖3。當負荷小于30%MCR（GME002/003MW）時，整定值不允許超過這一限值，以防新蒸汽再熱器在低蒸汽流量時出現(xiàn)過大的溫差。（注：MCR為最大持續(xù)功率）

2.2.4 負荷大于30%的控制

當熱再熱蒸汽的溫度超過250℃，且汽機負荷超過30%MCR時，控制器就開啟旁路閥GSS155VV，同時關閉隔離閥GSS151VV，控制閥152VV保持在其最后開度上，不再控制進入新蒸汽再熱器的新蒸汽流量。

2.2.5 汽機負荷降到30%以下的控制

若汽機負荷降到30%MCR以下時，關旁路閥GSS155VV，同時開隔離閥151VV，立即恢復152VV的控制功能。其溫度整定值按照圖3的整定值上限特性隨機組負荷變化。

①抽汽再熱器的控制

MSR冷態(tài)啟動：若MSR是冷態(tài)啟動，抽汽再熱器的加熱汽源僅由高壓缸抽汽提供，控制器保持逆止閥GSS109/209VV和隔離閥108/208VV開啟。新蒸汽后備系統(tǒng)處于隔離狀態(tài)。

汽機負荷小于35%的控制：只有在汽機負荷小于35%MCR且抽汽再熱器管板溫度超過130℃（GSS011/013MT-GSS002EN4）時，才將新蒸汽后備系統(tǒng)投入，向抽汽再熱器管束提供新蒸汽。主要目的是：在低負荷時盡量減少對抽汽再熱器部件的熱沖擊；保護“U”型管不受到有潛在破壞性的過冷影響；當機組處于低負荷時，使冷再熱蒸汽的加熱在抽汽再熱器和新蒸汽再熱器之間的分配更均勻。

這時控制器關閉抽汽隔離閥GSS108/208VV和逆止閥GSS109/209VV，開啟新蒸汽后備隔離閥GSS116VV，新蒸汽后備控制閥GSS115VV開啟到它的最小非零設定值，以保證流過抽汽再熱器管束的新蒸汽流量為2kg/s，從而防止過冷度過大。此后，控制器控制GSS115VV的開度，使抽汽再熱器管束內新蒸汽的壓力保持在整定值10bar（GSS002/003MP對應GSS018ID1/2），控制簡圖如下圖4。

汽機負荷大于35%的控制：當機組負荷增至大于35%MCR以上時，控制器關閉新蒸汽后備控制閥GSS115VV和隔離閥GSS116VV，并開啟抽汽隔離閥108/208VV和逆止閥109/209VV。

②放氣系統(tǒng)的控制

為了限制再熱器“U”型管中的過冷度（即使“U”型管的上部和下部之間的溫差保持在30℃以內），新蒸汽再熱器和抽汽再熱器設有放氣系統(tǒng)，由控制器自動控制放氣閥，放氣量分別為3%和18%，控制邏輯如下圖5：

在機組啟動，升負荷至75%MCR這個階段，抽氣再熱器和新蒸汽再熱器的放氣量均為18%；當負荷大于75%MCR時，關閉15%放氣閥GSS106VV/101VV，保留3%放氣閥AHP126VV/125VV和AHP128VV/127VV開啟，此時總放氣量為3%。

在機組停運或降負荷過程中，當負荷降至70%MCR以下時，開啟15%的放氣閥106VV和101VV，總放氣量為18%，其中15%放氣排向冷凝器，3%放氣正常情況排入高壓加熱，當高加隔離時，排入冷凝器。

3 總結

通過以上分析可以看出，雖然GSS控制系統(tǒng)復雜，但把它分解成幾部分后分別理解，也能找到其中的規(guī)律，這也是我們學習研究復雜系統(tǒng)的一般方法，抓大放小，由淺到深。相信隨著GSS系統(tǒng)運行經(jīng)驗的積累，電站人員對GSS系統(tǒng)會有更加深入的認識。

參 考 文 獻

[1] 廣東核電培訓中心.900MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設備[M].原子能出版社，2007.

[2] 大亞灣核電站運行教程[M].原子能出版社，1999.