嚴(yán)誠(chéng)

摘 要：大亞灣核電站GSS（汽水分離再熱器）系統(tǒng)通過(guò)一臺(tái)專用的微機(jī)控制器GSS001UC來(lái)自動(dòng)控制啟動(dòng)和停運(yùn)期間由汽水分離再熱器（MSR）供向汽機(jī)低壓缸的熱再熱蒸汽的溫度。本文就日常運(yùn)行中GSS的工作原理進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：GSS；預(yù)熱；控制；水位

中圖分類號(hào)： TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2017）03-171-2

1 背景介紹

GSS的控制系統(tǒng)較復(fù)雜，主要分為預(yù)熱、新蒸汽再熱器運(yùn)行、抽汽再熱器運(yùn)行、放氣系統(tǒng)運(yùn)行幾個(gè)方面，下面就分別從這幾方面詳細(xì)介紹GSS的控制原理。

2 工作原理

2.1 預(yù)熱

在汽水分離再熱器系統(tǒng)投入運(yùn)行前，溫度控制器通過(guò)測(cè)量MSR的管板溫度來(lái)確定是否需要對(duì)新蒸汽再熱器和抽汽再熱器進(jìn)行預(yù)熱。如果測(cè)得新蒸汽再熱器管板溫度低于120℃（由GSS007/009MT測(cè)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(cè)量發(fā)出，在主控室T8盤上的GSS002EN4上顯示），則需要進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱由控制器的啟動(dòng)（GSS001UC/018TL，位于主控室T9盤）準(zhǔn)備程序來(lái)完成，運(yùn)行人員只要在汽機(jī)升速前2小時(shí)啟動(dòng)該程序即可。見(jiàn)下面的流程簡(jiǎn)圖：

在汽機(jī)的微機(jī)調(diào)節(jié)器進(jìn)入準(zhǔn)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(bào)警，指出MSR的預(yù)熱尚未完成（KIT中出現(xiàn)GSS082EC報(bào)警）。

2.2 新蒸汽再熱器運(yùn)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(dāng)運(yùn)行人員從汽機(jī)微機(jī)調(diào)節(jié)器操縱屏（GRE）觸發(fā)汽機(jī)升速時(shí)，同時(shí)發(fā)出一個(gè)信號(hào)到MSR的控制器（如下圖紅色部分，汽機(jī)的升速信號(hào)和GSS018TL的啟動(dòng)信號(hào)）?？刂破鞲鶕?jù)三個(gè)低壓缸的初始溫度（由GME029/031/033MT測(cè)出，KIT中可以調(diào)出GME030/032/034MT查看）來(lái)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(jī)負(fù)荷小于5%的控制

汽機(jī)開(kāi)始升速后，汽機(jī)升速信號(hào)和汽機(jī)負(fù)荷小于5%額定負(fù)荷的與門信號(hào)送到RS繼電器a，使選擇開(kāi)關(guān)1置于“位置1”，升溫回路失效，該溫度整定值被“凍結(jié)”，直至汽機(jī)負(fù)荷至5%額定負(fù)荷。在這一階段，需要增加進(jìn)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(bǔ)償高壓缸排汽進(jìn)入MSR對(duì)新蒸汽再熱器的冷卻效應(yīng)。這期間通過(guò)控制閥152VV把進(jìn)入新蒸汽再熱器的新蒸汽供汽壓力控制在汽機(jī)剛開(kāi)始升速前測(cè)得的新蒸汽再熱器管板溫度相對(duì)應(yīng)的飽和壓力，控制原理如圖2藍(lán)色部分所示。升速開(kāi)始，記憶此時(shí)新蒸汽管板的溫度（GSS007/009MT測(cè)出，在主控室T8盤上的GSS002EN3上顯示），并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的飽和壓力作為壓力整定值。測(cè)量值來(lái)自152VV控制閥后供汽管上兩個(gè)壓力傳感器信號(hào)（GSS0001/004MP測(cè)出-GSS017ID），經(jīng)確認(rèn)并計(jì)算出平均值。整定值與實(shí)測(cè)值的偏差送調(diào)節(jié)器去控制152VV。

2.2.3 汽機(jī)負(fù)荷在5%-30%之間的控制

當(dāng)汽機(jī)負(fù)荷>5%額定負(fù)荷時(shí)， RS繼電器b發(fā)出1，使 RS繼電器a輸出0，選擇開(kāi)關(guān)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(dá)到與負(fù)荷相關(guān)的上限值為止（圖2中的R>U，升溫即停止）。同時(shí)，控制器計(jì)算整定值與左側(cè)及右側(cè)MSR熱再熱蒸汽平均溫度（GPV005/006MT，T8盤的GSS002EN5/6顯示-2號(hào)低壓缸進(jìn)汽溫度）的偏差，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器控制GSS152VV的開(kāi)度，使蒸汽溫度保持在整定值。另外，控制器還根據(jù)機(jī)組的負(fù)荷計(jì)算整定值的上限，見(jiàn)圖3。當(dāng)負(fù)荷小于30%MCR（GME002/003MW）時(shí)，整定值不允許超過(guò)這一限值，以防新蒸汽再熱器在低蒸汽流量時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的溫差。（注：MCR為最大持續(xù)功率）

2.2.4 負(fù)荷大于30%的控制

當(dāng)熱再熱蒸汽的溫度超過(guò)250℃，且汽機(jī)負(fù)荷超過(guò)30%MCR時(shí)，控制器就開(kāi)啟旁路閥GSS155VV，同時(shí)關(guān)閉隔離閥GSS151VV，控制閥152VV保持在其最后開(kāi)度上，不再控制進(jìn)入新蒸汽再熱器的新蒸汽流量。

2.2.5 汽機(jī)負(fù)荷降到30%以下的控制

若汽機(jī)負(fù)荷降到30%MCR以下時(shí)，關(guān)旁路閥GSS155VV，同時(shí)開(kāi)隔離閥151VV，立即恢復(fù)152VV的控制功能。其溫度整定值按照?qǐng)D3的整定值上限特性隨機(jī)組負(fù)荷變化。

①抽汽再熱器的控制

MSR冷態(tài)啟動(dòng)：若MSR是冷態(tài)啟動(dòng)，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(kāi)啟。新蒸汽后備系統(tǒng)處于隔離狀態(tài)。

汽機(jī)負(fù)荷小于35%的控制：只有在汽機(jī)負(fù)荷小于35%MCR且抽汽再熱器管板溫度超過(guò)130℃（GSS011/013MT-GSS002EN4）時(shí)，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(fù)荷時(shí)盡量減少對(duì)抽汽再熱器部件的熱沖擊；保護(hù)“U”型管不受到有潛在破壞性的過(guò)冷影響；當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷時(shí)，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(shí)控制器關(guān)閉抽汽隔離閥GSS108/208VV和逆止閥GSS109/209VV，開(kāi)啟新蒸汽后備隔離閥GSS116VV，新蒸汽后備控制閥GSS115VV開(kāi)啟到它的最小非零設(shè)定值，以保證流過(guò)抽汽再熱器管束的新蒸汽流量為2kg/s，從而防止過(guò)冷度過(guò)大。此后，控制器控制GSS115VV的開(kāi)度，使抽汽再熱器管束內(nèi)新蒸汽的壓力保持在整定值10bar（GSS002/003MP對(duì)應(yīng)GSS018ID1/2），控制簡(jiǎn)圖如下圖4。

汽機(jī)負(fù)荷大于35%的控制：當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增至大于35%MCR以上時(shí)，控制器關(guān)閉新蒸汽后備控制閥GSS115VV和隔離閥GSS116VV，并開(kāi)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(guò)冷度（即使“U”型管的上部和下部之間的溫差保持在30℃以內(nèi)），新蒸汽再熱器和抽汽再熱器設(shè)有放氣系統(tǒng)，由控制器自動(dòng)控制放氣閥，放氣量分別為3%和18%，控制邏輯如下圖5：

在機(jī)組啟動(dòng)，升負(fù)荷至75%MCR這個(gè)階段，抽氣再熱器和新蒸汽再熱器的放氣量均為18%；當(dāng)負(fù)荷大于75%MCR時(shí)，關(guān)閉15%放氣閥GSS106VV/101VV，保留3%放氣閥AHP126VV/125VV和AHP128VV/127VV開(kāi)啟，此時(shí)總放氣量為3%。

在機(jī)組停運(yùn)或降負(fù)荷過(guò)程中，當(dāng)負(fù)荷降至70%MCR以下時(shí)，開(kāi)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(dāng)高加隔離時(shí)，排入冷凝器。

3 總結(jié)

通過(guò)以上分析可以看出，雖然GSS控制系統(tǒng)復(fù)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(xué)習(xí)研究復(fù)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，電站人員對(duì)GSS系統(tǒng)會(huì)有更加深入的認(rèn)識(shí)。

參 考 文 獻(xiàn)

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

[2] 大亞灣核電站運(yùn)行教程[M].原子能出版社，1999.