淺析核電站隧洞進水構筑物設備電氣控制系統

周健

摘 要：核電站循環水系統為單元制直流供水系統，其主要功能是為汽輪機凝汽器和其它輔機冷卻設備提供冷卻水，同時為核島提供安全廠用水。供水方式為直流供水，其流程為：引水明渠-隧洞進水構筑物（內有閘門-移動式抓斗清污機-旋轉濾網）-引水隧洞-聯合泵房（內有閘門-鼓型濾網-循環水泵-重要廠用水泵等）-循環水管-凝汽器-循環水溝-虹吸井-排水溝-排水口-大海。

其中取水口的隧洞進水構筑物設備是整個系統的關鍵設備，整個進水構筑物內設備自動控制程度、安全運行條件、可靠性等非常重要。結合設計及現場設備安裝運行情況，闡述田灣5、6號機組隧道進水構筑物設備電氣控制系統，主要描述鋼閘門、移動式抓斗清污機、旋轉濾網電氣控制及自動化情況。

關鍵詞：電氣工程;電氣自動化控制;特點;應用

一、進水構筑物設備系統組成

田灣核電站擴建工程5、6號機組廠址位于江蘇省連云港市田灣核電站一期工程西北側的船山，北距連云港碼頭5.2km，東北距高公島鄉2km，南臨黃海，東北臨東崖屋村。田灣核電站擴建工程5、6號機組計劃于2010年10月31日開工澆筑第一罐混凝土，單臺機組建設周期為60個月，兩臺機組間隔10個月。本期工程隧洞進水構筑物緊鄰一、二期進水構筑物建設，為單元制式，每機設置5個進水通道，后合并為一個引水隧洞。隧洞進水構筑物每一過水通道上設有檢修鋼閘門、移動式清污機、旋轉濾網。其中兩臺機組設置正向止水閘門10套，帶液壓千斤頂保護裝置，同時在迎水面設計安裝犧牲陽極塊。設備按機組配套兩臺自動抓鉤。移動式抓斗清污機兩臺，配套格柵10套，負責清理50毫米以上雜物，兩臺清污機公用一個行走軌道。10臺旋轉濾網對應安裝在格柵后面，主要過濾10毫米以上的細小懸浮物和魚蝦。海域海生物較多，養殖業發達。沿岸海域記錄污損生物73種，1、2月完全沒有生物附著，3月份表層有少量絲綴和群體硅藻附著，底層無生物附著，4月份苔絲蟲及環口線蝗開始附著，5月附著生物有所增加，6、7、8、9月份為附著盛期，10月份附著量開始下降，11月份僅有4 種生物附著，12月份已完全停止附著。

二、進水構筑物設備電氣自動化集中控制的形式

系統內設備移動抓斗清污機采用集中式控制，就是在電氣自動化控制中，選用一個處理器控制兩臺清污機，所有信號都集中在這個處理器上，進行集中處理控制。這樣符合兩臺抓斗清污機可以獨立運行，也可以互為備用。系統監視信號處理指令會綜合兩臺移動抓斗清污機狀態信號，保證設備安全獨立運行。

具體設計為：①每臺移動抓斗清污機上面都安裝兩臺強光照明，保證夜間作業可以看清水面狀況。②每個立柱和電氣控制柜上都設計了急停按鈕，保證無論是5號機還是6號機只要就近操作急停按鈕都能讓設備停止運行。③兩臺清污機正常停車在軌道兩端，運行可以沿前進方向順序清理本機組第1到第5個流道格柵上面的污物，也可以按照備用選擇要求，清理第6到第10個流道格柵上面的污物。④軌道兩端分別設計了卸污位和停車位，設備正常卸污后需要停在停車位。⑤每臺移動抓斗清污機單獨配置一臺手動操作器，工人可以移動操作清污過程。⑥每臺格柵前后都配置了一臺超聲波液位計，信號接入處理器，處理器會根據液位對比在顯示器上顯示液位差值。并根據自動選擇要求發出指令清理對應液位超差的流道。⑦每個流道上面對應位置都是設計安裝了定位感應器，移動抓斗清污機行走到指定位置時，觸發光電感應接近開關，停車定位清污。⑧清污過程設計了抓斗下降-抓耙關閉-抓斗提升-返回卸污位-抓耙打開（卸污），其中抓耙下降到位由松繩裝置發出信號，抓耙關閉靠液壓泵出口壓力和時間控制，提升到位靠提升到位感應開關控制。⑨液壓泵站設計油位低報警（防止漏油）。

其控制模式有：①就地手動模式，按鈕選擇就地手動，清污機可以在觸摸屏上進行收到分步操作，按下需要清污的格柵流道號，移動抓斗清污機回運行到指定位置完成清污過程回到卸污位卸污。②選擇手操器操作，按鈕選擇手操器控制，在手操器上按下前進按鈕，清污機前行到第1流道，如需繼續前進需要再次按下前行按鈕，直到停止在需要清污的流道，按下清污按鈕清污機完成抓污卸污任務。③液位差控制清污，按鈕選擇液位自動，系統根據液位差，自動前行到報警流道完成抓污卸污任務。

觸摸屏畫面分別設置了旋轉按鈕，報警指示燈，行走、提升、液壓泵站電機運行停止狀態信號。動畫顯示各個流道前后水位差值，兩臺機組移動抓斗清污機主備用狀態等等。系統通過光纖和遠程控制系統連接，可以將報警狀態和運行狀態在遠程計算機上顯示，用以提醒遠程集控室實時掌握現場狀況。

三、進水構筑物設備電氣自動化分散控制的形式

旋轉濾網設備采用分布式控制，即10個流道的旋轉濾網配套10臺獨立就地控制箱，用于對10臺旋轉濾網分別控制。與集中式控制對比可以發現，分布式控制改善了集中式控制中使用一個處理器信息太大，信號線多的缺點，可以避免集中式控制中工作量過大的弊端。每臺控制箱單獨對旋轉濾網設計了啟動、停止按鈕，并在面板設計了急停按鈕和報警指示燈。每個控制箱設計了遠方通訊接口，可以把運行、停止狀態信號和報警狀態送至遠方集控室，可以將報警狀態和運行狀態在遠程計算機上顯示，用以提醒遠程集控室實時掌握現場狀況。

四、設備電氣自動化控制的特點

（一）可靠性強。在電氣自動化的支持下，系統可以對設備元器件展開檢驗，提升系統本身的穩定性，讓設備可以在良好穩定的狀態下運行，不會被外界環境所影響。

（二）適用性良好。在生產的實際中，對電氣自動化合理應用，實現對數據的自動化記錄，對數據展開分析推理，對系統內設備的實際運行進行判斷，同時對設備進行自動控制。在電氣自動化的支持下，系統有著良好的自動調節能力，同時具備良好的適用性。

（三）先進性。自動化控制的水平，是企業實際發展水平的重要體現。在實際的生產經營中，企業需要做好產品生產以及成品測試，這些是保證生產效率以及質量的重要因素。在電氣自動化的支持下，設備運行自動化程度高，為用戶節約資源，為企業不斷提升市場競爭力提供支持。

五、電氣自動化的展望

要想讓電氣自動化在國內實現穩定化發展，就需要對電氣自動化展開規范化管理，在電氣自動化的支持下，讓系統的功能得到最大程度上的發揮，保證在生產、測試以及產品應用等各方面，發揮出電氣自動化的現實意義。因此在電氣自動化方面，要對安全進行充分考慮，對運行程序進行規范，并注重安全規范化的技術操作，以市場為導向，加強對市場需求的了解，對電氣自動化加強創新。

結 論

總之，在核電隧洞進水構筑物設備領域，設備的電氣自動化控制是非常關鍵的，在保證安全的情況下，立足現場工況實現智能、節能、安全可靠，給用戶設備提供最佳控制方案。

參考文獻

[1] 張宏元，李奇峰.電氣自動化在電氣工程中的應用[J].通信電源技術，2018，35（2）：131-132.

[2] 黃振強.電氣工程中電氣自動化應用研究[J].數字技術與應用，2015（3）：49-50+53.

[3] 張勇詩.芻議電氣自動化在電氣工程中的應用[J].科技風，2017（8）：99-101.

[4] 李聰.電氣自動化在電氣工程中的應用[J].科技風，2018，（06）：172-176.

[5] 侯蘇育.電氣自動化在電氣工程中的應用探究[J].科技創新與應用，2018，（02）：159-160.

[6] 冷金剛.電氣工程中電氣和自動化的融合運用剖析[J].中國住宅設施，2016，（05）：58-60.