田湾核电站3、4号机组汽轮机冲转过程

欧昌桂

【摘 要】田湾核电站3、4号机组汽轮机冲转可以通过手动或者冲转程序进行，包括汽轮机复位、EH投自动、选择目标转速和升速率、摩擦检查、低速暖机、中速暖机、额定转速运行、阀门切换等过程，本文对该过程进行具体分析。

【关键词】田湾核电站；汽轮机；冲转；DEH

田湾核电站3、4号机组汽轮机是采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的HN1176-6.0型四缸六排汽凝汽式半转速汽轮机。汽轮机工作转速为1500r/min，由一个高压缸和三个低压缸组成，末级叶片长度1375mm。

汽轮机控制系统采用南京西门子的DEH系统。汽轮机冲转由高压主汽阀中的小容量预启阀控制，可以比较准确的控制汽轮机转速上升。

汽轮机从盘车至额定转速运行，经历了包括汽轮机复位、EH投自动、选择目标转速和升速率、摩擦检查、低速暖机、中速暖机、额定转速运行、阀门切换等过程。该过程可以由操纵员在主控室手动进行，也可以通过冲转程序来进行。

1 汽轮机复位

汽轮机复位包括汽轮机保护系统复位和机械复位。

1.1 汽轮机保护系统复位

汽轮机保护系统复位是指操纵员在主控OM画面中投入“ETS Reset”，使汽轮机保护系统中保护逻辑复位，如果未触发汽轮机停机保护，则停机电磁阀自动带电关闭。

1.2 机械复位

机械复位分为就地手动机械复位和主控室远程机械复位。汽轮机复位杆设置在汽轮机前箱，用于在机械超速保护动作后使汽轮机复位。现场操作员在就地扳动复位杆，带动扳机舌片使危机遮断器滑阀关闭，自动跳闸油停止泄油，油压自动建立。自动跳闸油压建立后，关闭危急活塞阀。如果此时停机电磁阀已经带电关闭，则危机跳闸油路泄油停止，危机跳闸油压建立。

主控室远程机械复位是指操纵员在主控OM画面中投入“Turbine Reset”，汽轮机主复位电磁阀自动带电，带动扳机舌片使危机遮断器滑阀关闭，与就地手动机械复位一样，结果使危机跳闸油压建立。

当危机跳闸油压建立后，再热主汽阀自动开启，而高压主汽阀、高压调节阀、再热调节阀由于伺服阀尚无控制信号，仍然处于全部关闭状态。

2 EH投自动

汽轮机共设置有20个控制阀门，包括4个高压主汽阀（MSV），4个高压调节阀（GV），6个再热主汽阀（RSV）和6个再热调节阀（ICV）。其中6个再热主汽阀为开关控制型油动机阀门，只能保持打开或者关闭状态，其余14个阀门均为比例控制型油动机阀门，通过伺服阀可以将阀门保持在某一个开度。为了实现调节阀门开度的功能，在每个阀门上均安装有2个阀位变送器（LVDT）。

当主控室操纵员在OM画面上投入“EH Auto”，自动触发以下功能：

（1）复位DEH停机命令，使伺服阀重新开始接收阀门开度调节命令；

（2）产生GV开信号，使高压调节阀（GV）和再热调节阀（ICV）全开；

（3）转速控制监测回路有效；

（4）使输入到高压主汽阀（MSV）的阀门开度信号有效，允许通过MSV进行冲转。

3 选择目标转速和升速率

为保证汽轮机的安全，在汽轮机冲转到额定转速1500r/min前必须进行充分的暖机，防止转子中心温度和表面温度之间的温差造成过大的热应力。暖机分为低速暖机和中速暖机。

当汽轮机由安装后或者大修后启动，必须进行摩擦检查，防止汽轮机动静部分存在碰磨，造成损坏。汽轮机在200r/min时进行摩擦检查。

所以，根据以上的要求，汽轮机的目标转速为下表所示：

汽轮机从不同的初始状态启动时，为了保证汽轮机的安全，转速的升速率是不同的。汽轮机的升速率与适用条件如表2所示：

选择目标转速和升速率可以由操縱员在OM画面中手动进行，也可以由冲转程序自动选择。

4 转速控制

当操纵员手动或者由冲转程序自动选择了目标转速和升速率后，DEH系统自动根据升速率开始形成转速有效值。转速有效值和实际转速之间的偏差进入NPR调节器（转速负荷调节器）中进行计算，形成汽轮机流量需求值。同时转速偏差作为前馈，直接作用到NPR调节器的输出。该流量需求值经过流量曲线后转换为伺服阀电流，送入高压主汽阀伺服阀。高压主汽阀根据伺服阀电流大小，调整阀门开度，使汽轮机开始由盘车转速逐渐升高到200r/min、400r/min、1060r/min，直到1500r/min。

5 阀门切换

当汽轮机由转速控制提升转速到额定转速1500r/min后，可通过操纵员手动或者冲转程序自动投入“GV mode”。此时，高压调节阀从全开缓慢关小，直到符合流量需求值的要求后停止。当高压调节阀关小后，高压主汽阀开始打开至全开。完成阀门切换后，汽轮机的控制任务由高压调节阀来完成。

值得注意的是，根据4个高压调节阀（GV）流量曲线的不同，当完成阀门切换后，二号高压调节阀（GV-B）开度约为4%左右，其余高压调节阀为关闭状态。当后续汽轮机开始升功率时，4个高压调节阀同时工作。

6 结论

本文介绍了田湾核电站3、4号机组汽轮机冲转过程。在冲转过程中，汽轮机进汽由主汽阀的预启阀控制，可以实现比较准确的转速控制。设置了多个转速平台，使汽轮机能够实现摩擦检查、暖机和额定转速运行。DEH系统中通过调节器对转速偏差进行计算，实现汽轮机转速的闭环控制。转速偏差同时作为前馈参与控制，可以避免由于积分效应引起的振荡，又尽可能消除了偏差，使冲转过程更快更稳定。冲转过程可以通过冲转程序自动执行，极大的减少了操纵员的工作量，使操纵员有更多的精力监测和关注汽轮机参数的变化，减少发生人因失误的风险。

【参考文献】

[1]哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，主汽轮机控制系统（DEH）系统说明书，2016.01.

[责任编辑：张涛]endprint