核電廠機組停機時破壞真空的機組控制策略

汪躍

摘? ?要：文章結合筆者多年的工作經驗及結合相關資料對核電廠機組停機時破壞真空的機組控制策略展開探討，提出幾點建議供同行借鑒。

關鍵詞：核電廠機組;停機;控制

1? ? 機組停機時破壞真空的原因

汽輪發電機在停機過程中，若汽輪機或附屬系統設備故障已經無法繼續維持機組運行，嚴重威脅到主機設備的安全，需要進行破壞真空操作，以減少汽機惰轉時間，使汽機盡快停止轉動。一般為了減少機組低壓缸末級葉片在破壞真空后受到的扭應力和摩擦鼓風熱量，需汽機下降到一定轉速后（90%）方可執行破壞真空操作。

需要緊急破壞真空的異常工況包括：（1）支持軸承，推力軸承故障。（2）汽機高中壓缸，低壓缸脹差、軸向位移異常。（3）汽機潤滑油系統嚴重漏油。（4）火災。（5）汽機超速且保護未正確動作。（6）主要系統管道突然破裂，不能維持運行。（7）汽機發生水沖擊，內部存在明顯金屬摩擦聲或撞擊聲等其他設備故障情況。

報警中明確需要進行破壞真空操作的異常報警，主要有轉子軸向位移非常低、轉子軸向位移非常高、汽輪機轉子/軸承垂直方向相對振動非常高、高中壓缸脹差非常高、低壓缸轉子絕對膨脹非常高、潤滑油壓力低低（3選2）、發電機支持軸承軸瓦溫度高高、汽輪機支持軸承軸瓦溫度高高、潤滑油回油溫度高高、推力軸承軸瓦溫度高高。

2? ? 機組停機破壞真空后對機組的影響

2.1? 機組停機破壞真空的主要操作響應過程

機組打閘停機后，檢查GSE，GRE，GCT，AHP，ABP閥門響應正常，檢查發電機出口斷路器斷開，勵磁開關斷開。轉速降低到1 350 r/m時，檢查頂軸油泵自動啟動，盤車電機啟動，開始執行破壞真空操作。凝汽器真空達到90 kPa時，退出軸封系統，直至汽機轉速降低至8 r/m，檢查主盤車嚙合。

2.2? 停機破壞真空后對機組的影響和主要風險

首先，機組打閘破壞真空前，注意檢查一回路核功率低于10%FP，避免觸發汽機功率大于10%，汽機跳閘疊加凝汽器故障產生停堆信號。其次，考慮到破壞真空后，凝汽器排放至凝汽器不可用，需要盡快切換到凝汽器排大氣系統。最后，由于凝汽器破壞真空導致二回路水質氧質量分數增加，需要盡快切換到輔助給水系統供水，切換過程中重點關注蒸汽發生器水位，破壞真空同時造成二回路失去冷源，導致凝汽器水溫升高。

3? ? 機組停機破壞真空處理原則、風險分析和控制策略

3.1? 處理原則

首先，應明確汽機破壞真空的情況，在需要破壞真空時果斷采取措施，保證機組汽機重大設備的安全，同時注意檢查汽機停機后各個系統響應正常。其次，需要保證整個干預過程不會產生停堆信號，主要有3種情況：蒸汽發生器水位高高停堆、核功率高于10%FP+汽機打閘+凝汽器故障停堆信號和蒸汽發生器水位低+蒸汽流量表或給水流量表質量位停堆信號。最后，汽機破壞真空后，導致凝汽器水溫增加，二回路失去冷源，需要盡快投運軸封，恢復真空，保證二回路的正常冷卻。

3.2? 風險分析和控制策略

3.2.1? 插棒的過程中重點監視蒸汽發生器水位

一回路操縱員盡快通過插棒的方式降低至10%FP以下，保證汽機破壞真空的條件。一回路降功率如果不及時，凝汽器真空破壞后，真空迅速增加，可能會導致汽機破壞真空時產生核功率高于10%FP+汽機打閘+凝汽器故障停堆信號。由于一回路快速降功率，一回路平均溫度會快速降低，會導致蒸汽發生器水位收縮，需要重點監視蒸發器水位，必要時增加給水流量，控制蒸汽發生器水位，避免產生停堆信號。

3.2.2? 汽機停機后檢查各系統響應正常，轉速正常下降，主盤車嚙合

由于汽機存在異常情況，需要破壞真空，需要仔細核實各個系統響應情況，關注汽機轉速能夠正常下降，盤車和頂軸油系統運行正常，汽機能夠維持在正常盤車轉速，保證汽機重大設備安全停運。

3.2.3? 旁路排放切換至大氣排放系統，蒸發器給水切換至輔助給水系統

由于凝汽器已破壞真空，旁路排放系統排放凝汽器的條件已不具備，破壞真空前需要切換切換至大氣排放系統，避免凝汽器溫度增加過高。二回路正常給水回路氧質量分數增加，需要盡快降低一回路核功率至2%以下，切換至輔助給水系統供水。

3.2.4? 汽機維持盤車運行后需要盡快投運軸封，建立真空

考慮到破壞真空同時造成二回路失去冷源，導致凝汽器水溫會增加。需要盡快投運軸封，建立真空，從而保證凝汽器溫度降低以及低壓缸的噴淋冷卻水流量，建立CEX-ABP-ADG-CEX二回路小循環，減少凝汽器動態換水和廢水排放。

4? ? 結語

設備故障存在導致機組停機的情況，通過對核電廠機組停機時破壞真空的情況進行分析，發現該情況可能會造成汽機損壞和機組停堆的瞬態。通過對該瞬態的風險進行詳細分析，得出該情況的總體控制思路以及邏輯框圖。增強操縱員在該異常情況下機組控制能力，有效關注機組控制要點，降低了機組發生設備損壞和緊急停堆瞬態的概率，同時應加強停機敏感設備的管理和維修控制。

[參考文獻]

[1]劉靜思.汽輪發電機緊急停機破壞真空技術導則[Z].福建福清核電有限公司，2017.

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