核電廠機組停機時破壞真空的機組控制策略

汪躍

摘? ?要：文章結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗及結(jié)合相關(guān)資料對核電廠機組停機時破壞真空的機組控制策略展開探討，提出幾點建議供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：核電廠機組;停機;控制

1? ? 機組停機時破壞真空的原因

汽輪發(fā)電機在停機過程中，若汽輪機或附屬系統(tǒng)設(shè)備故障已經(jīng)無法繼續(xù)維持機組運行，嚴重威脅到主機設(shè)備的安全，需要進行破壞真空操作，以減少汽機惰轉(zhuǎn)時間，使汽機盡快停止轉(zhuǎn)動。一般為了減少機組低壓缸末級葉片在破壞真空后受到的扭應(yīng)力和摩擦鼓風熱量，需汽機下降到一定轉(zhuǎn)速后（90%）方可執(zhí)行破壞真空操作。

需要緊急破壞真空的異常工況包括：（1）支持軸承，推力軸承故障。（2）汽機高中壓缸，低壓缸脹差、軸向位移異常。（3）汽機潤滑油系統(tǒng)嚴重漏油。（4）火災(zāi)。（5）汽機超速且保護未正確動作。（6）主要系統(tǒng)管道突然破裂，不能維持運行。（7）汽機發(fā)生水沖擊，內(nèi)部存在明顯金屬摩擦聲或撞擊聲等其他設(shè)備故障情況。

報警中明確需要進行破壞真空操作的異常報警，主要有轉(zhuǎn)子軸向位移非常低、轉(zhuǎn)子軸向位移非常高、汽輪機轉(zhuǎn)子/軸承垂直方向相對振動非常高、高中壓缸脹差非常高、低壓缸轉(zhuǎn)子絕對膨脹非常高、潤滑油壓力低低（3選2）、發(fā)電機支持軸承軸瓦溫度高高、汽輪機支持軸承軸瓦溫度高高、潤滑油回油溫度高高、推力軸承軸瓦溫度高高。

2? ? 機組停機破壞真空后對機組的影響

2.1? 機組停機破壞真空的主要操作響應(yīng)過程

機組打閘停機后，檢查GSE，GRE，GCT，AHP，ABP閥門響應(yīng)正常，檢查發(fā)電機出口斷路器斷開，勵磁開關(guān)斷開。轉(zhuǎn)速降低到1 350 r/m時，檢查頂軸油泵自動啟動，盤車電機啟動，開始執(zhí)行破壞真空操作。凝汽器真空達到90 kPa時，退出軸封系統(tǒng)，直至汽機轉(zhuǎn)速降低至8 r/m，檢查主盤車嚙合。

2.2? 停機破壞真空后對機組的影響和主要風險

首先，機組打閘破壞真空前，注意檢查一回路核功率低于10%FP，避免觸發(fā)汽機功率大于10%，汽機跳閘疊加凝汽器故障產(chǎn)生停堆信號。其次，考慮到破壞真空后，凝汽器排放至凝汽器不可用，需要盡快切換到凝汽器排大氣系統(tǒng)。最后，由于凝汽器破壞真空導(dǎo)致二回路水質(zhì)氧質(zhì)量分數(shù)增加，需要盡快切換到輔助給水系統(tǒng)供水，切換過程中重點關(guān)注蒸汽發(fā)生器水位，破壞真空同時造成二回路失去冷源，導(dǎo)致凝汽器水溫升高。

3? ? 機組停機破壞真空處理原則、風險分析和控制策略

3.1? 處理原則

首先，應(yīng)明確汽機破壞真空的情況，在需要破壞真空時果斷采取措施，保證機組汽機重大設(shè)備的安全，同時注意檢查汽機停機后各個系統(tǒng)響應(yīng)正常。其次，需要保證整個干預(yù)過程不會產(chǎn)生停堆信號，主要有3種情況：蒸汽發(fā)生器水位高高停堆、核功率高于10%FP+汽機打閘+凝汽器故障停堆信號和蒸汽發(fā)生器水位低+蒸汽流量表或給水流量表質(zhì)量位停堆信號。最后，汽機破壞真空后，導(dǎo)致凝汽器水溫增加，二回路失去冷源，需要盡快投運軸封，恢復(fù)真空，保證二回路的正常冷卻。

3.2? 風險分析和控制策略

3.2.1? 插棒的過程中重點監(jiān)視蒸汽發(fā)生器水位

一回路操縱員盡快通過插棒的方式降低至10%FP以下，保證汽機破壞真空的條件。一回路降功率如果不及時，凝汽器真空破壞后，真空迅速增加，可能會導(dǎo)致汽機破壞真空時產(chǎn)生核功率高于10%FP+汽機打閘+凝汽器故障停堆信號。由于一回路快速降功率，一回路平均溫度會快速降低，會導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器水位收縮，需要重點監(jiān)視蒸發(fā)器水位，必要時增加給水流量，控制蒸汽發(fā)生器水位，避免產(chǎn)生停堆信號。

3.2.2? 汽機停機后檢查各系統(tǒng)響應(yīng)正常，轉(zhuǎn)速正常下降，主盤車嚙合

由于汽機存在異常情況，需要破壞真空，需要仔細核實各個系統(tǒng)響應(yīng)情況，關(guān)注汽機轉(zhuǎn)速能夠正常下降，盤車和頂軸油系統(tǒng)運行正常，汽機能夠維持在正常盤車轉(zhuǎn)速，保證汽機重大設(shè)備安全停運。

3.2.3? 旁路排放切換至大氣排放系統(tǒng)，蒸發(fā)器給水切換至輔助給水系統(tǒng)

由于凝汽器已破壞真空，旁路排放系統(tǒng)排放凝汽器的條件已不具備，破壞真空前需要切換切換至大氣排放系統(tǒng)，避免凝汽器溫度增加過高。二回路正常給水回路氧質(zhì)量分數(shù)增加，需要盡快降低一回路核功率至2%以下，切換至輔助給水系統(tǒng)供水。

3.2.4? 汽機維持盤車運行后需要盡快投運軸封，建立真空

考慮到破壞真空同時造成二回路失去冷源，導(dǎo)致凝汽器水溫會增加。需要盡快投運軸封，建立真空，從而保證凝汽器溫度降低以及低壓缸的噴淋冷卻水流量，建立CEX-ABP-ADG-CEX二回路小循環(huán)，減少凝汽器動態(tài)換水和廢水排放。

4? ? 結(jié)語

設(shè)備故障存在導(dǎo)致機組停機的情況，通過對核電廠機組停機時破壞真空的情況進行分析，發(fā)現(xiàn)該情況可能會造成汽機損壞和機組停堆的瞬態(tài)。通過對該瞬態(tài)的風險進行詳細分析，得出該情況的總體控制思路以及邏輯框圖。增強操縱員在該異常情況下機組控制能力，有效關(guān)注機組控制要點，降低了機組發(fā)生設(shè)備損壞和緊急停堆瞬態(tài)的概率，同時應(yīng)加強停機敏感設(shè)備的管理和維修控制。

[參考文獻]

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