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汽轮机功率控制系统

目录前言 (3)1. 汽轮机功率控制系统概述 (4)1.1 汽轮机电液调节系统的功能 (4)1.2 APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系 (4)1.3 汽轮机电液调节系统的主要功能和组成 (5)1.3.1 汽轮机电液调节系统的电子部分组成 (5)1.3.2 汽轮机电液调节系统的慢速作用通道 (6)1.3.3 汽轮机电液调节系统的快速作用通道 (6)1.3.4 同步器电机的控制方式 (7)1.3.5 同步器电机控制方式的转换 (8)1.3.6 同步器电机转速的选择 (10)2. 汽轮机转速调节系统(1MAX51DS001) (12)2.1 概述 (12)2.2汽轮机转速调节器(1MAX51DS001)的工作原理 (12)2.3 汽轮机速度给定值的设置 (13)3. 汽轮机功率控制器(1MAX51DE001) (16)3.1 概述 (16)3.2 汽轮机功率调节器1MAX51DE001工作原理 (17)3.3 压力修正和频率修正 (19)3.3.1 压力修正 (19)3.3.2频率修正值 (19)4. 主汽母管压力调节器(1LBA00DP001) (20)4.1主汽母管压力调节器(1LBA00DP001)工作原理 (20)4.2 调节器小结 (20)5. 主汽母管最小压力调节器1LBA00DP002 (21)6. 中间强制甩负荷(RELAY FORCING)通道 (21)7. 微分通道1MAY10EK002 (22)8. 汽轮机超速预保护1MAY10EK003 (23)9. 甩负荷550MW保护MAY10EK004 (23)10. 快速压力控制器1 LBA00DP003 (24)11. 汽轮机启动阶段保护1MA Y10EK005 (24)12. 甩负荷到600MW/800MW/500MW保护 (25)13. 汽水分离再热器(MSR)加热蒸汽温度控制原理 (26)14. 汽轮机停机保护 (27)14.1汽轮机保护停机命令动作的条件 (27)14.2 工艺信号引起的汽轮机保护信号流程 (29)14.3 超速和联锁信号引起的汽轮机保护信号流程 (29)15. 汽轮发电机功率控制相关限值与逻辑 (32)15.1 汽轮-发电机目标给定值(MAA00DE002、MAA00DE002C/ZQ21) (33)15.2 汽轮-发电机目标功率给定值上限(MAA00DE002A/XQ41) (34)15.3 汽轮-发电机目标功率给定值下限(MAA00DE002B/XQ31) (35)15.4 汽轮-发电机负荷变化速率(MAA00DE002D/XQ51和MAA00DE003) (35)15.5 升功率限制信号1MAA00EG001 和降功率限制信号1MAA00EG002 (36)15.6 汽轮发电机升功率程序1 MAA01 EC002 (37)前言本教材是按照《操纵人员基础理论培训教材编写大纲》之《核电厂仪表与控制》(编号TP052711)的要求编写完成。

教材使用对象主要是参加田湾核电站操纵人员取照考试的人员,同时也可供电站其他工程技术人员参考。

通过本课程的学习,学员能够获得《核电厂操纵人员执照考核》(中华人民共和国核行业标准EJ/T 1043-2004)所要求的有关田湾核电站汽轮机控制系统的功能、组成、各调节器的工作原理等知识。

课程结束后,学员能够描述出田湾核电站汽轮机控制系统各调节器的工作原理、汽轮机控制系统与反应堆功率控制系统之间的关系、汽轮机保护停机的信号、汽轮机冲转和升负荷过程以及汽轮机甩负荷过程。

在工作中严格遵照并执行相关规程和规定的同时能够灵活运用所学知识,对可能出现的影响系统正常运行的问题能够初步分析其原因并预见其发展和后果,在此基础上还能够适时地提出对策和措施,以避免操作的盲目性,从而确保核电站安全、经济、稳定运行。

培训中心基础培训科负责本教材相关事宜的协调与组织,包括教材的解释、更正和升版等。

1. 汽轮机功率控制系统概述1.1 汽轮机电液调节系统的功能汽轮机电液调节系统的功能是:-汽轮-发电机启动(冲转)时,控制汽轮-发电机转速;-当汽轮机旁排阀打开时,自动控制电功率;-当反应堆控制器(APC)在功率控制模式“N”时(旁排关闭),自动控制汽轮机主汽门前集管主汽压力;-当反应堆控制器(APC)在主汽压力控制模式“T”时,自动控制电功率;-防止汽轮机前主汽压力低于允许值;-根据汽轮机部件的热应力监测限制功率变化率;-当发生工艺过程功率限制时,汽轮机自动甩负荷:一台PAC泵跳闸,延时2s,甩负荷到800MW;两台PAC泵跳闸(且两台PAC泵不是同侧循环泵——21/22&31/32),延时2s,甩负荷到600MW;只剩一台凝结泵运行,即,4s后未启动,甩负荷到500MW ,即三台1级凝泵(1 LCB11 AP001、1 LCB12 AP001或1 LCB13 AP001中跳两台,或三台2级凝泵(1 LCB21 AP001、1 LCB22 AP0011或1 LCB23 AP001中跳两台,且备用泵在4s内没有启动运行);-反应堆快速预保护(APP)动作时,汽轮机甩负荷到550MW;-发电机保护动作(指那些不要求关闭主汽门的电气保护)、发电机解列或孤岛运行时,快速降功率(RELAY FORCING)。

-汽轮机超速保护;-机组设备故障、参数越限(如凝气器内真空恶化、润滑油压下降等)、发生火灾或发电机解列(指那些要求关闭主汽门发电机保护)、或反应堆停堆时,使汽轮机停机。

1.2 APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系见表1.2-1。

表1.2-1 APC模式、BRU-K与汽轮机控制系统的对应关系注:表中各符号的含义如下:“T”:APC主汽压力工作模式;“N”:APC反应堆功率控制模式;“C”:APC功率跟踪模式(由MCDS/ICIS进行功率分布控制);“PM”:TC汽轮-发电机功率控制模式MAX51DE001;“PD”:TC主蒸汽集管压力控制模式LBA00DP001。

1.3 汽轮机电液调节系统的主要功能和组成K-1000-60/3000汽轮机调节系统是电调部分参与,液调为主的调节系统。

汽轮机的液调部分分为慢速作用通道和快速作用通道两个部分。

汽轮机跳闸回路是通过电磁阀1MAX51AA211、和1MAX51AA212起作用,两个电磁阀只要有一个动作,就会使汽轮机主汽门、主调门全部关闭。

同时也作用在慢速作用通道上。

汽轮机电液调节系统由以下子系统组成:-汽轮机汽配系统;-电液调节系统的液压部分;-电液调节系统的电子部分;-汽轮机保护系统;-调节油供给系统。

1.3.1 汽轮机电液调节系统的电子部分组成汽轮机电液调节系统电子部分由以下系统组成:-汽轮机转速调节系统(1MAX51DS001、1MAX51DS901);-汽轮机功率控制器(1MAX51DE001);-主汽母管压力调节器(1LBA00DP001);-主汽母管最小压力调节器(1LBA00DP002);-中间强制甩负荷(RELAY FORCING)保护(1MAY10EK001);-微分通道(1MAY10EK002);-甩负荷550MW保护(1MAY10EK004);-快速压力控制器(1 LBA00DP003);-汽轮机启动阶段保护(1MAY10EK005)-甩负荷到600MW/800MW/500MW保护(1MAY10EK006/1MAY10EK007/ 1MAY10EK008);-MSR加热蒸汽温度控制系统(1LBB00DT001/1LBB00DG001)。

汽轮机电液调节系统的电子部分的参数和状态在画面1 MAY 00 EJ001上进行显示和操作。

1.3.2 汽轮机电液调节系统的慢速作用通道慢速作用通道是通过同步器电机(1MAX51AE001)进行控制,它是系统的主要调节方式,下列调节系统作用在慢速通道上:-汽轮机转速调节器(1MAX51DS001);-发电机功率调节器(1MAX51DE001);-主蒸汽集管压力控制(1LBA00DP001);-主蒸汽集管最小压力限制(1LBA00DP002);-RELAY FORCING(1MAY10EK001);-甩负荷到550MW(1MAY10EK004);-甩负荷到600/800MW(1MAY10EK006/1MAY10EK 007)。

另外,中间强制甩负荷(RELAY FORCING)保护(1MAY10EK001)虽然主要作用在快速通道上,但也需要慢速通道动作,进行跟踪和配合;同样地,汽轮机保护电磁阀1MAX51AA211和/或1MAX51AA212动作或由于其它原因主汽门关闭(如汽轮机危急保安系统动作或手动停机)后,慢回路也需对动作,进行跟踪和配合。

汽轮机转速调节器、发电机功率调节器、主蒸汽集管压力控制、主蒸汽集管最小压力限制起作用时,根据汽轮机控制器所处的工作模式(转速调节、压力调节或功率调节),将相应的控制偏差送入比例微分(PD)调节器,产生脉宽与控制偏差成正比的增/减同步器电机的指令脉冲送到同步器电机,根据当时的同步器电机的转速开/关主调阀。

当甩负荷到550MW或甩负荷到600MW/800MW/500MW时,通过同步器电机转速300rpm/min降功率,直到相应地降到550MW、600MW、800MW或500MW,如果功率测量回路故障,则甩负荷信号动作的时间取决于开始甩负荷时的功率与甩负荷目标功率之差。

当RELAY FORCING动作时,慢速作用通道和快速作用通道同时起作用。

慢速作用通道作用是,同步器电机转速1000rpm减,甩负荷信号动作的时间取决于开始甩负荷时的功率。

1.3.3 汽轮机电液调节系统的快速作用通道快速作用通道通过电液伺服阀和电超速电磁阀起作用,它们只在汽轮机工况发生剧烈变化时才参与调节。

下列调节系统作用在快速通道上:-1MAY10EK003(超速-加速度保护)作用在电超速电磁阀上;-电超速电磁阀为1MAX51AA215,使汽轮机主汽阀和主调门全部关闭。

从MAX51AA215本身的作用而言,当电超速保护动作时,汽轮机主汽阀和主调门全部关闭,而同步器不动作,当动作信号消失后,汽轮机主调门回到原来的位置,汽轮机继续运行。

但如果1MAY10EK003动作时间超过5s不消失,则会通过汽轮机保护停机回路,动作汽轮机保护停机电磁阀1MAX51AA211和1MAX51AA212,同时同步器回零,汽轮机打闸停机,主汽阀和主调门全部关闭;-电液转换器EMC(MAX52AE031)的作用是快速调整主调门开度。

电液转换器EMC (MAX52AE031)起作用的前提条件是SLC 1MAY10AE431(在画面1 MAY 00 EJ001上)投入。

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