AP1000依托项目的汽轮机保护系统.pdf

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1、AP1000依托项目的汽轮机保护系统句宇锋,王瑞(国核示范电站有限责任公司,山东威海264300)摘要:本文评述了AP10004~目核电汽轮机保护系统的保护设置、功能实现、在线试验及可靠性设计,总结了各个保护回路的信号处理、工作原理及主要特点。关键词:AP1000;汽轮机保护;双重2取l和控制系统可靠性技术的发展,专门用于安全系1前言统的控制器系统、安全型可编程逻辑控制器大容量半速核电汽轮机与同容量全速汽轮(PLC)和安全解决方案得到迅速发展和推广。采机相比,具有效率高、排汽余速损失小,输出功率用安全

2、型PLC的汽机保护系统安全系数高.一次更大的优点而获得广泛应用。但其制造难度较性投入较大,但维护成本较低,系统运行可靠。大、材料消耗较多,造价比全速汽轮机高20%~近年来,集散控制系统(DCS)得到了广泛应30%。在启动、运行或停机的过程中,若设备故障用,汽轮机DEH系统随之转向以DCS为基础.采或者操作不当,易发生汽轮机动静部件摩擦,引用DCS系统一体化设计逐渐成为新的趋势。采用起叶片损坏、大轴弯曲、推力瓦烧毁等恶性事故,DCS实现汽轮机保护功能,可减少设备、降低造使核电厂蒙受巨大经济损失。为了保证

3、机组安全价,且具有保护信号处理方式先进、逻辑运算可启停和正常运行,需设置汽轮机保护系统对启靠性高和通道动作试验方便、便于进行事故分析动、停机和运行过程中的机械及热工参数进行监等优点视。当被监视的参数超过报警值时,发出报警信2AP1000依托项目汽轮机及其控制监测号;超过极限值时保护系统动作,关闭进汽阀,实和保护系统简介现紧急停机以保护汽轮机。为此,配置科学的、完善的汽轮机保护系统对保护电厂投资、降低营运AP1000依托项目选用了由三菱重工和哈汽风险,保证电厂和电网稳定运行有着重要的作联合提供的核电汽轮

4、机。该汽轮机为半速、单轴、用。四缸六排汽的反动凝汽式机组,由一个高压缸、汽轮机保护系统与汽轮机调节控制系统是三个低压缸及其附件组成。四个缸通流部分均是紧密结合不可分割的。在数字式电液调节(DEH)双流对称分布式。一个高压转子、三个低压转子系统出现以前,汽轮机调节控制系统采用复杂的通过刚性联轴器接成一个轴系,再通过刚性联轴机械液压调节系统。与之相配套的汽轮机保护跳器与发电机转子相连接。每个转子都有一对径向闸装置也是简单的继电器回路。其保护逻辑是轴承支承。有两个一级除湿、两级再热的外置式“正逻辑”,即汽机

5、跳闸阀带电,汽机跳闸。这种保中间汽水分离再热器,末级动叶片长1375mm整护系统很容易因回路、电源等环节出现问题造成个轴系设一个推力轴承.位于l号低压缸和2号低保护拒动。压缸之间。从机头向机尾看,机组的旋转方向为2O世纪80年代中期以后,伴随着微电子技术顺时针。机组的主要参数见表l一20一句宇锋,王瑞:AP1000依托项目的汽轮机保护系统表1汽轮机设计参数APIO00核电厂设置Ovation平台实现非安全参数单位数值系统的运行、数据显示和控制监测.把非安全系额定功率MWe1251统和设备集成在一个基于

6、数字化DCS的体系中。额定转速(nrpm1500汽轮机控制和诊断系统(TOS)由三菱设计,由主额定主蒸汽流量t/h6066汽轮机控制系统(MTC)、主汽轮机保护系统主汽阀前额定压力MPa·a5_38(MTP)、汽轮机监督仪表系统(TSI)等构成,图1主汽阀前额定温度℃268.6是TOS示意图。MTP的主要动作对象是4个汽轮机主汽阀前蒸汽湿度%0.45跳机电磁阀和1个机械超速闭锁电磁阀。MTP监再热阀前额定压力MPa·a0.932视汽轮机的转速、振动、轴承油压等信号,接受外再热阀前额定温度℃257部或内

7、部产生的跳闸信号,根据保护跳闸逻辑,末级叶片高度mm1375发出汽轮机遮断信号,使跳机电磁阀失电打开,额定工况背压KPa·a4.4释放AST液压油.关闭所有进汽阀.使汽轮机跳盘车转速rpm1.44闸。MTP还可进行保护信号和跳机电磁阀的在线抽汽级数7动作试验,送出跳闸首出原因和跳闸信号。MTCNTP注:UVD『r一线性可变差动变压器Hb~/-主汽阀:Gv一主调剃一再热主汽阀;Ia,—再热调阀;Ser、『oVlv—伺服阀图1汽轮机TOS示意图3保护功能的设置墨妻囊謇摹汽轮机保护的设置对于汽轮机的安全运行

8、常保护、外部联锁保护、手动远方停机、机械式保起着重要的作用。完善、可靠的汽轮机保护能保护组成。保护功能设置见图2。证在异常或事故工况下紧急关闭汽轮机进汽阀一21—句宇锋,王瑞:APl000依托项目的汽轮机保护系统个“电气超速检测”模块。12个“电气超速检测”模率保护单元”能够在机组发生逆功率运行时,及块组成4个“3取2”硬接线电路.每一个“3取2”电时停止汽轮机运行以保护汽轮机。机组逆功率运路对应一个汽轮机跳机电磁阀,控制4个电磁阀行期间,当“润滑油压力

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