摘 要：汽輪發(fā)電機(jī)組是核電站汽水循環(huán)回路關(guān)鍵設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)蒸汽動力轉(zhuǎn)換，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)帶負(fù)荷操作，是由通過旁排導(dǎo)出堆芯熱量向熱能轉(zhuǎn)換為動能再轉(zhuǎn)換為電能的過渡，本文從條件準(zhǔn)備、暖管疏水、輔助系統(tǒng)啟動、沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作以及過程中需進(jìn)行的定期試驗(yàn)，進(jìn)行詳細(xì)分析，明確操作邏輯與細(xì)節(jié)，并對此過程中注意事項進(jìn)行總結(jié)。本文細(xì)致而深入的分析對其它電站沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作具有良好借鑒意義。

關(guān)鍵詞：蒸汽動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng);沖轉(zhuǎn);并網(wǎng);定期試驗(yàn);注意事項

1? 概述

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)帶負(fù)荷操作，是核電機(jī)組由不發(fā)電工況向發(fā)電工況的過渡，是由通過旁排導(dǎo)出堆芯熱量向熱能轉(zhuǎn)換為動能再轉(zhuǎn)換為電能的過渡，涉及的主要操作有自動主汽門前暖管、汽輪機(jī)疏水準(zhǔn)備、高壓油系統(tǒng)投運(yùn)、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)等，某核電廠蒸汽動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)簡圖如圖1所示。

2? 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作過程

2.1條件準(zhǔn)備

1）反應(yīng)堆功率在26.5%以上，蒸發(fā)器出口溫度在330℃以上;

2）三回路為主凝汽器-除氧器-給水泵-蒸汽發(fā)生器-主蒸汽母管-旁排-主凝汽器循環(huán)，確認(rèn)旁排已投入自動。

3）軸封系統(tǒng)已投入，均壓箱溫度在150℃以上，壓力在120kPa左右。當(dāng)凝氣器真空值<-70kPa，可聯(lián)系熱控人員投入主凝氣器真空低跳機(jī)保護(hù)。

3）油系統(tǒng)正常運(yùn)行，汽輪機(jī)盤車裝置已投運(yùn)，保證沖轉(zhuǎn)前已投運(yùn)4小時以上。

4）汽輪機(jī)各項試驗(yàn)合格。

2.2試驗(yàn)過程

2.2.1 自動主汽門前暖管

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，蒸汽通過管道、閥門進(jìn)入汽輪機(jī)，需要預(yù)暖的設(shè)備：電動主汽門前蒸汽管道-電動主汽門-自動主汽門。

電動主汽門前管道隨著主蒸汽管道一并暖管，測量電動主汽門前疏水閥閥體溫度，溫度達(dá)到150℃以上時判斷管道暖透，關(guān)閉疏水閥。

通過旁路閥預(yù)暖電動主汽門，首先打開閥后疏水閥，再微開電動主汽門旁路閥，當(dāng)電動主汽門閥體溫度達(dá)到150℃以上時，暖管結(jié)束，關(guān)閉疏水閥。

打開自動主汽門疏水閥，繼續(xù)預(yù)暖自動主汽門，通過調(diào)節(jié)電動主汽門旁路閥開度等方式控制自動主汽門壁溫升高速度不大于4～6℃/min。當(dāng)自動主汽門疏水閥體溫度150℃以上時就地關(guān)閉。

待電動主汽閥前蒸汽溫度與過熱器出口蒸汽溫度差低于10℃時，主汽壓力與主蒸汽母管壓力一致時，完成自動主汽閥前管道暖管。

2.2.2 汽輪機(jī)疏水準(zhǔn)備

首先確認(rèn)汽輪機(jī)軸封疏水水封器、低壓加熱器疏水水封器均已注水并導(dǎo)通，然后將導(dǎo)氣管、汽輪機(jī)本體、各級抽氣管道疏水閥打開，關(guān)閉排氣閥，并注意與熱風(fēng)干燥系統(tǒng)隔離，做好疏水準(zhǔn)備。

2.2.3 投入高壓油系統(tǒng)

此前潤滑油系統(tǒng)由交流潤滑油泵為汽輪機(jī)各軸承提供潤滑油，啟動高壓輔助油泵，同時為主油泵、汽輪機(jī)潤滑油系統(tǒng)、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)供油，檢查系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，停運(yùn)交流潤滑油泵，并將交流潤滑油泵、直流潤滑油泵投入自動。

由于汽輪機(jī)前軸承箱油路問題及聯(lián)鎖等問題，在啟動高壓油泵時，系統(tǒng)油壓升高，可能會出現(xiàn)自動掛閘的情況，需進(jìn)行人為干預(yù)避免。在K05T04控制臺上，按下“汽機(jī)脫扣”按鈕，進(jìn)行打閘操作。

2.2.4 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前檢查

1）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前主要檢查：

2）檢查汽輪機(jī)TSI系統(tǒng)已送電，且工作正常。

3）檢查確認(rèn)汽輪機(jī)ETS系統(tǒng)已送電，保護(hù)投入項目正確。

4）檢查確認(rèn)高壓油泵運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)速油壓穩(wěn)定在1.98MPa;檢查確認(rèn)油煙風(fēng)機(jī)已投入;檢查潤滑油壓，確認(rèn)回油窗回油通暢;檢查確認(rèn)油系統(tǒng)無泄漏。

5）檢查確認(rèn)汽輪機(jī)盤車裝置正常運(yùn)行4小時以上，盤車運(yùn)行電流≤4A，且汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動部分無明顯摩擦聲。

6）檢查確認(rèn)抽汽逆止閥可正常開關(guān)，無卡澀或不能關(guān)嚴(yán)的情況

7）主汽壓力≈13MPa，主汽溫度≥410℃，主汽過熱度≥50℃，電動主汽閥暖管完成，汽輪機(jī)可以沖轉(zhuǎn)。

2.2.5 汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)

某核電汽輪機(jī)控制部分采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH，液壓部分采用DDV634電液轉(zhuǎn)換裝置，工作介質(zhì)為透平油。DEH系統(tǒng)，它具有對汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的啟動、升速、并網(wǎng)、負(fù)荷增/減進(jìn)行監(jiān)視、操作、控制、保護(hù)等功能，以及數(shù)字處理和 CRT 顯示功能。通過DEH系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)帶負(fù)荷操作，DEH系統(tǒng)圖如下：

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)帶負(fù)荷操作主要是在DEH控制畫面進(jìn)行，DEH控制畫面如下圖所示。

1）汽輪機(jī)掛閘，開啟自動主汽門

DEH控制畫面中，點(diǎn)擊“掛閘”按鈕，彈窗中點(diǎn)擊“是”，即打開“掛閘電磁閥”，泄掉危急遮斷器滑閥上部油壓，使得危急遮斷器活塞運(yùn)動至上部位，隨后自動關(guān)閉“掛閘電磁閥”保壓，維持危急遮斷器滑閥位置，表現(xiàn)為“掛閘電磁閥帶電”由暗綠變?yōu)榱辆G，后又變?yōu)榘稻G，此為汽輪機(jī)掛閘。

汽輪機(jī)掛閘后，即危急遮斷器滑閥保持在上部位，點(diǎn)擊“開主汽門”按鈕，彈窗中點(diǎn)擊“是”，及關(guān)閉“開主汽門電磁閥”，建立保安器下部油壓活塞上游，帶動自動主汽門打開，表現(xiàn)為DEH控制畫面上方紅色“主門關(guān)”變暗，后“主門開”亮起為紅色，畫面中間“啟動允許”由暗綠變?yōu)榱辆G，則自動主汽門開啟，即將開始進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)。

2）開調(diào)節(jié)汽門，沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)

在DEH控制畫面中點(diǎn)擊“啟機(jī)”按鈕，在“升速控制”界面，手動設(shè)置“轉(zhuǎn)速目標(biāo)值”、“升速率目標(biāo)值”，實(shí)質(zhì)為閉環(huán)控制調(diào)速汽門開度，進(jìn)行汽輪輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，升速控制如下：

升速至500r/min，進(jìn)行檢查、暖機(jī)、聽聲5min;

升速至1200r/min，進(jìn)行檢查、暖機(jī)、聽聲30min;

升速至2400r/min，進(jìn)行檢查、暖機(jī)10min。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速為1828r/min，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近1600r/min時自動提升升速率快速提升，此過程注意監(jiān)測DEH畫面的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速指示框，同時注意監(jiān)測汽輪機(jī)瓦振，并記錄最大振動值及對應(yīng)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速;

升速至3000r/min，系統(tǒng)“3000轉(zhuǎn)定速”，進(jìn)行檢查、暖機(jī)15min，關(guān)閉導(dǎo)氣管疏水閥。

3）同期并網(wǎng)升負(fù)荷

同期并網(wǎng)先決條件，電壓、頻率、相位一樣，通過增磁、減磁調(diào)節(jié)機(jī)端加壓，通過改變汽輪機(jī)進(jìn)氣量（即改變調(diào)速汽門開度）控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)頻率，通過略高于電網(wǎng)的頻率匹配相位，電壓、頻率、相位一致時，同期并網(wǎng)合油開關(guān)，油開關(guān)合閘后DEH系統(tǒng)自動帶初負(fù)荷防止逆功率運(yùn)行。同期并網(wǎng)操作應(yīng)嚴(yán)格按操作票執(zhí)行，可自動、可手動。并網(wǎng)后升負(fù)荷暖機(jī)。

2.3 定期試驗(yàn)要求

為驗(yàn)證汽輪發(fā)電機(jī)組各項功能正常，能夠保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，在每次沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中，需做以下定期試驗(yàn)：

2.3.1自動主汽門掛閘、打閘試驗(yàn)

1）現(xiàn)場操作人員檢查盤車是否穩(wěn)定運(yùn)行

2）啟動高壓輔助油泵，建立調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)，停運(yùn)交流油泵;

3）通過DEH操作界面掛閘，建立掛閘油壓，現(xiàn)場操作人員觀察自動主汽門行程指示是否開啟;

4） 完全開啟后，現(xiàn)場操作人員按下解脫滑閥，即手動打閘， 同時觀察自動主汽門行程指示是否關(guān)閉;

5）手動打閘成功后，在就地復(fù)位;

6）再次掛閘，在操作界面上依次點(diǎn)擊“掛閘”、“開主汽門”，現(xiàn)場操作人員觀察自動主汽門行程指示是否開啟;

7）完全開啟后，在主控室控制室手操盤進(jìn)行打閘停機(jī)操作， 即自動打閘，現(xiàn)場操作人員觀察自動主汽門行程指示是否關(guān)閉

8）自動打閘成功后，在就地DEH盤柜復(fù)位。

2.3.2調(diào)節(jié)汽門開度試驗(yàn);

1）重新掛閘，在操作界面上依次點(diǎn)擊“掛閘”“開主汽門”，現(xiàn)場操作人員觀察自動主汽門行程指示是否開啟;

2），在主控制室，通過DEH控制系統(tǒng)依次輸出以下開度指令：

0;25%;50%;75%;100%;75%;50%;25%;0%

現(xiàn)場操作人員觀察每一開度下油動機(jī)的行程。注意打開調(diào)節(jié)汽門過程中，升速率須大于50r/min。

2.3.3危急遮斷器注油試驗(yàn)

1）確定調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行， 保安操縱箱操作滑閥在中間位置;

2）現(xiàn)場操作員將撞擊子操作滑閥由正常位置轉(zhuǎn)到NO.1位置;機(jī)頭前端的NO.1“噴油”按鈕起跳

3）按下NO.1撞擊子噴油試驗(yàn)按鈕;

4）將撞擊子操作滑閥切換到No.2位置，機(jī)頭前端NO.2“噴油”按鈕起跳

5）按下NO.2撞擊子噴油試驗(yàn)按鈕;

6） 成功后，將撞擊子操作滑閥恢復(fù)在中間位置

2.3.4自動主汽門動作及嚴(yán)密性試驗(yàn)

1）現(xiàn)場操作人員通過打開活動滑閥來關(guān)閉自動主汽門，觀察自動主汽門關(guān)閉;

2）自動主汽門關(guān)閉之后，立即計時，觀察汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降情況;

3）10min以后，觀察汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速是否能保持2000r/min以下;

4）20min以后，觀察汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速是否能保持500r/min以下;

5）50min以后，觀察汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速（記錄惰轉(zhuǎn)時間）

6）確認(rèn)主汽門嚴(yán)密后，現(xiàn)場操作人員手動按下解脫滑閥，即打閘，接著恢復(fù)活動滑閥，使汽輪機(jī)惰轉(zhuǎn)至0;

7）汽輪機(jī)惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速至0期間，可切換為交流油泵，降速至0時，投入盤車，試驗(yàn)結(jié)束。

2.3.5 OPC103%超速試驗(yàn)

1） 確認(rèn)OPC電磁閥已經(jīng)送電， 汽輪機(jī)此時的轉(zhuǎn)速為3000r/min，運(yùn)行穩(wěn)定，其他相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行正常;

2）在主控室的控制電腦上投入“試驗(yàn)”位置，點(diǎn)擊“OPC超速試驗(yàn)”;

3）設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速為3100r/min，升速速率為100r/min，使汽輪機(jī)開始并且逐漸升速;

4） 在升速過程中，嚴(yán)密監(jiān)視OPC電磁閥的動作情況，以及自動、調(diào)節(jié)主汽門的開關(guān)情況;

5）轉(zhuǎn)速降至3000r/min，OPC電磁閥自動恢復(fù)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速復(fù)原，試驗(yàn)結(jié)束。

要求：轉(zhuǎn)速至3090r/min時，OPC電磁閥勵磁動作，調(diào)節(jié)汽門開度關(guān)到“0”，而主汽門不應(yīng)該關(guān)閉;轉(zhuǎn)速降至3000r/min，調(diào)速汽門恢復(fù)調(diào)節(jié)狀態(tài)。

2.3.6 AST電超速試驗(yàn)

1） 確認(rèn)AST電磁閥已經(jīng)送電，汽輪機(jī)此時的轉(zhuǎn)速為3000r/min，運(yùn)行穩(wěn)定，其他相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行正常;

2）在主控室的控制電腦上投入“試驗(yàn)”位置，點(diǎn)擊“AST電超速試驗(yàn)”;

3）將AST定值設(shè)定為3050r/min;

4）設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速為3300r/min，升速速率為200r/min，使汽輪機(jī)開始并且逐漸升速，嚴(yán)密觀察轉(zhuǎn)速接近3050r/min時，要求主汽門、調(diào)節(jié)閥均關(guān)閉;

5）試驗(yàn)成功，汽輪機(jī)惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速至0期間，可切換為交流油泵，降速至0時，投入盤車，試驗(yàn)結(jié)束;

6）試驗(yàn)結(jié)束后，將AST電超速保護(hù)定值恢復(fù)為3270r/min，此項試驗(yàn)合格。

此外，在系統(tǒng)正常運(yùn)行期間，還需定期進(jìn)行自動主汽門活動試驗(yàn)：

1）調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)正常運(yùn)行，主汽門已經(jīng)打開，其他相關(guān)系統(tǒng)正常;

2） 現(xiàn)場操作員就地手動調(diào)節(jié)主汽門活動滑閥，控制自動主汽門行程活動范圍為10-15mm;

3）自動主汽門活動成功后，恢復(fù)活動滑閥的原始狀態(tài)。

3? 試驗(yàn)中注意事項

汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)帶負(fù)荷操作過程中，需注意以下事項：

1）任何方式下啟動汽輪機(jī)均應(yīng)控制下列指標(biāo)：

——自動主汽門壁溫升高速度不大于4～6℃/min;

——汽缸壁溫升高速度不大于3～4℃/min;

——法蘭與螺栓溫差小于45℃;

——法蘭內(nèi)外壁溫差小于100℃;

——主蒸汽溫升速度1.54℃/min左右;

——汽缸調(diào)節(jié)區(qū)域的上下溫差小于50℃;

——汽缸和轉(zhuǎn)子的相對膨脹值應(yīng)控制在+5mm到-2mm之間;

2）500r/min定速檢查后，油溫應(yīng)不低于40℃再繼續(xù)升速;

3）機(jī)組在低轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)0.04mm振動時，應(yīng)立即停止啟動，通過臨界轉(zhuǎn)速時各瓦垂直振動不得超過0.15mm;

4）機(jī)組升速過程中應(yīng)迅速通過汽輪發(fā)電機(jī)組軸系各臨界轉(zhuǎn)速，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速為1828r/min;

5）汽輪機(jī)升速，主油泵出口油壓達(dá)1.96MPa時，可停止高壓油泵，使主油泵工作正常;

6）升速和加負(fù)荷過程中，如發(fā)現(xiàn)機(jī)組有不正常現(xiàn)象，應(yīng)立即停止升速和加負(fù)荷，直到找到原因并消除為止。

4 總結(jié)

本文詳細(xì)論述了汽輪發(fā)電機(jī)組沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作細(xì)節(jié)，從條件準(zhǔn)備，到暖管疏水，到輔助系統(tǒng)啟動，到?jīng)_轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作，到過程中需進(jìn)行的定期試驗(yàn)，對各個操作步驟條件準(zhǔn)備、實(shí)現(xiàn)方式、達(dá)到程度、注意事項進(jìn)行了詳盡分析和闡述，系統(tǒng)性的總結(jié)，對其它電站沖轉(zhuǎn)并網(wǎng)操作具有良好借鑒意義。

作者簡介：

羅超（1988.10—），男，畢業(yè)于西安交通大學(xué)，工程師，從事核電廠調(diào)試/運(yùn)行工作。

（中核霞浦核電有限公司，福建 寧德 352000）