压水堆核电站汽轮机非核冲转期间跳闸故障分析及维护
压水堆核电站汽轮机非核冲转期间跳闸故障分析及维护
发表时间：2020-03-19T08:08:01.345Z  来源：《建筑学研究前沿》2019年22期作者：刘哲[导读] 简单介绍某压水堆核电机组汽轮机调节保护系统硬件结构、网络构架，详细介绍该机组在冲转过挂闸后升速到100r/min时，汽轮机发生意外跳机的事件原因。
刘哲
福建福清核电有限公司福建福州  350300
摘要：简单介绍某压水堆核电机组汽轮机调节保护系统硬件结构、网络构架，详细介绍该机组在冲转过挂闸后升速到100r/min时，汽轮机发生意外跳机的事件原因。通过对跳机过程、跳闸逻辑、VICKERS卡和汽机调节系统组态的分析，出汽轮机跳机的真正原因，并提出切实可行的办法，解决了首次冲转跳机问题，并为后续汽轮机冲转提供宝贵的经验。
关键词：压水堆核电站；汽轮机非核冲转期间；跳闸故障
压水堆核电站主要由压水反应堆、反应堆冷却剂系统（简称一回路）、蒸汽和动力转换系统（简称二回路）、循环水系统、发电机和输配电系统及其辅助系统组成。反应堆冷却剂（压力水）系统将堆芯核裂变放出的热能带出反应堆并传递给二回路工质以产生饱和蒸汽。压水堆核电站汽轮机作为核电站二回路
最重要的设备之一，采用饱和蒸汽汽轮机，从而具有不同于常规火电汽轮机的特点。
1压水堆核电站汽轮机与常规火电汽轮机
压水堆核电站和大型常规火电站汽轮机的主要区别在于：前者的工质为饱和蒸汽，后者的工质为过热蒸汽；前者工质为低蒸汽参数，后者工质为高蒸汽参数；前者工质的有效焓降低，后者工质的有效焓增大，理想循环核电汽轮机组工质的有效焓降约为再热循环火电汽轮机组工质有效焓降的一半。因此，在同等功率条件下，大型核电汽轮机组的蒸汽流量为大型火电汽轮机组蒸汽流量的2倍。
议论文的论证方法工作调动申请2非核冲转期间汽轮机跳闸事件
2.1汽轮机非核冲转期间跳闸过程
某汽轮机准备非核蒸汽冲转，汽机转速处于盘车转速8r/min，挂闸准备冲转。操作员给出汽机转速设定值100r/min并确认程控升速后，汽机转速设定值逐渐上升，而汽轮机的转速依然保持盘车转速8r/min不变，20s后汽轮机跳闸，安全油泄压，所有汽轮机进汽阀门快速关闭。通过查看操作员站历史趋势和报警列表确认是汽轮机调节系统（GRE）汽机控制跳机命令（TurbineControllerTrip）导致跳机，继续追溯原因为产生了实测转速故障信号（STSpeed2o3failure）。
2.2汽轮机跳机的原因分析
根据跳机过程中的现象，查询汽轮机调节GRE系统模拟逻辑图分析，当蒸汽流量指令超过3%延后7s后，且汽轮机转速依然小于0.8%（即12r/min），会出现STSPEED2O3FAILURE，使controllertrip汽轮机跳闸。根据现场调试过程，对跳机原因作如下分析。
软件工程专业主要学什么2.2.1GRE控制系统中对LVDT的阀位反馈
汽轮机调节阀门阀位传感器由三个直线位移传感器（LVDT）的探头组成，生成三路阀位反馈信号，第一路送到DCS，第二路送到汽轮机监测（GME）系统，第三路送到汽机调节系统（GRE）调节控制机柜参与阀门调节计算。因这种直线位移传感器（LVDT）在4.5mA～19.5mA的范围内是其线性最好的区间，能够保证阀门调节控制处在最优的线性区间，所以厂家将送往P320系统的汽轮机调节（GRE）系统的8个高中压调节阀位置LVDT传感器的输出电流设置为4.5mA～19.5mA。这样，在阀门全关到位时，阀门送出的阀位反馈信号是4.5mA；阀门在全开到位时，阀门送出的阀位反馈信号是19.5MA。若不进行迁移，则阀位反馈开度最小即为0.5/16=3.125%的开度；开最大时为96.875%的开度；映射关系为反馈电流（4.5mA～19.5mA）对应开度（3.125%－96.875%）。汽机调节系统（GRE）接受的阀位信号参与控制汽轮机进汽阀开度控制，为保证GRE系统逻辑计算，需将上述阀位反馈在汽机调节系统（GRE）控制系统内做量程迁移。即将电流（4.5mA～19.5mA）映射为（3.125%～96.875%），再映射为对应开度（0－100%）。
2.2.2调节阀控制原理
黄山门票多少>胜芳美食
阀门位移传感器（LVDT）和汽机调节控制系统（GRE）发出阀门最终开度指令都会送到专用阀门控制卡（VICK-ERS）。在GRE控制系统中，GRE阀位初始指令由蒸汽需求总量根据阀门控制曲线计算得来，阀门位置传感器（LVDT）将阀位反馈信号（4.5mA～19.5mA）送到阀门控制卡（VICKERS），VICKERS卡将阀位信号送往GRE控制系统。为了提高响应速度和消除最终阀门开度与指令的偏差，GRE控制系统设计了积分环节，阀门最终控制指令由阀位初始指令加上积分计算得出。
在VICKERS卡中，VICKERS卡接收GRE控制系统阀门最终控制指令（4.0mA～20.0mA），指令信号与实际阀门开度信号相减得出偏差，进行PI闭环运算，运算结果在卡件内部转化为0～10V的指令信号，对应阀门0～100%的开度指令，电压转化过程无外部修改调试接口。调节阀本体自带的电液转换比例阀接收VICKERS卡电压指令信号，将阀门调节至需求开度；LVDT将阀门开度传给VICKERS卡（4.5mA～19.5mA）。
2.2.3GRE控制系统最终阀门开度信号的死区
现场调试期间将LVDT的反馈信号改为4.5mA～19.5mA，LVDT送到VICKERS卡件的反馈电压映射为0.3125V～9.6875V。VICKERS卡件内部偏差的计算是以电压为依据进行的。指令的线性映射关系为：4mA～20mA对应0～10V；+0.3125V对应4.5mA，即对应3.125%。
GRE系统最终阀门开度指令与阀位反馈偏差电压为正时，VICKERS卡控制比例阀打开阀门；指令与阀位反馈偏差电压为负时，VICKERS卡控制比例阀关闭阀门。当GRE系统最终阀门开度指令为0%，即输出指令为4.0mA。此时VICKERS卡中指令与阀位反馈偏差为：0V－0.3125V=－0.3125V。偏差为负，将阀门往关闭方向调节。当GRE系统最终阀门开度指令为100%，即输出指令为20.0mA。此时VICKERS卡中指令与阀位反馈偏差为：10V－9.6875V=0.3125V。偏差为正，阀门往打开方向调节。
GRE系统最终阀门指令小于3.125%时，调门不会开启；只有GRE系统最终开度指令大于3.125%时，调门才会开启。这将形成一个指令的死区，即当阀门全关时，开度指令在0～3.125%之间，阀门保持关闭；当阀门全开时，开度指令在96.875%～100%之间，阀门保持全开。
2.2.4给出100r/min转速指令后的响应滞后及原因判定
根据高压调节阀门蒸汽流量与对应开度曲线，若使阀门控制指令达到3.125%，蒸汽需求量需达到8.6%。根据汽机冲转阶段蒸汽流量生成指令进行计算，在升至3%蒸汽需求量时，大约需要25s，由3%蒸汽需求量升至8.6%（3.125%阀门开度指令对应蒸汽需求量）大约需要12s，此时汽机才开始升速，但跳机信号已触发。因此，在操作员完成程控升速确认后，汽轮机就应伴指令逐渐升速，，因原设计中未考虑该指令的迁移，蒸汽需求量需逐渐达到8.6%时才能开始升速，此响应滞后导致蒸汽流量达到3%跳机阈值时，汽机转速仍未上升，导致跳机信号触发。在调试期间，需将阀门开度指令进行迁
移，即将（0～100%）的指令映射为（3.125%－96.875%），使蒸汽需求指令开始上升时汽轮机即开始升速。
另一方面，首次冲转期间蒸汽参数可能较低，无法冲动汽轮机升速，现场需根据汽轮机本体特性，适当放大对蒸汽流量达到3%后汽机转速故障的判定时间区间，此时间区间宜在调试期间根据升转速曲线给予适当放大。
2.3汽轮机跳闸的处理方法
2.3.1修正软件内阀门指令信号
在原设计中，厂家并未考虑修正GRE控制系统最终阀位指令迁移问题，导致阀门打开时间严重滞后。经过分析后，将阀门开度指令由（0～100%）映射修正为（3.125%～96.875%）。阀门指令修正曲线。在GRE控制系统中，为实现最终控制指令的迁移，对最终控制指令做如下偏置。见图9中，C1=96.87%；C2=3.125%。以此来保证指令和反馈之间不存在分析中所说的死区。
2.3.2延时时间
对于7s内转速未能上升到12r/min的问题，根据现场的实际情况，在不影响机组安全启动的情况下，根据阀门升速特性，将判定时间延长为15s，使开始升速阶段汽轮机充分进汽，且转速在15s内完成上升。
3 结束语
俏皮话大全
压水堆核电站汽轮机具有参数低、流量大、湿度大等特点，在机组设计、制造和选型中，应重点考虑这些因素，使核电汽轮机能够长期保持高效、安全、稳定运行。
参考文献
[1]王岩，范旭日，邵飞.压水堆核电站汽轮机的特点分析[J].中国城市经济，2011（09）：145.
[2]茅大钧.压水堆核电站对电网自动发电控制适应性研究[J].华东电力，2011，39（10）：1744-1746.
[3]彭志珍，李玉龙，丰慧星.压水堆核电站汽轮机叶根超声检测[J].科技信息，2012（11）：138-139.
[4]刘向民.核电站汽轮机进汽湿度对热力性能试验的影响[J].华电技术，2012，34（07）：8-10+29+78.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。