核电厂机组停机时破坏真空的机组控制策略

汪跃

摘   要：文章结合笔者多年的工作经验及结合相关资料对核电厂机组停机时破坏真空的机组控制策略展开探讨，提出几点建议供同行借鉴。

关键词：核电厂机组;停机;控制

1    机组停机时破坏真空的原因

汽轮发电机在停机过程中，若汽轮机或附屬系统设备故障已经无法继续维持机组运行，严重威胁到主机设备的安全，需要进行破坏真空操作，以减少汽机惰转时间，使汽机尽快停止转动。一般为了减少机组低压缸末级叶片在破坏真空后受到的扭应力和摩擦鼓风热量，需汽机下降到一定转速后（90%）方可执行破坏真空操作。

需要紧急破坏真空的异常工况包括：（1）支持轴承，推力轴承故障。（2）汽机高中压缸，低压缸胀差、轴向位移异常。（3）汽机润滑油系统严重漏油。（4）火灾。（5）汽机超速且保护未正确动作。（6）主要系统管道突然破裂，不能维持运行。（7）汽机发生水冲击，内部存在明显金属摩擦声或撞击声等其他设备故障情况。

报警中明确需要进行破坏真空操作的异常报警，主要有转子轴向位移非常低、转子轴向位移非常高、汽轮机转子/轴承垂直方向相对振动非常高、高中压缸胀差非常高、低压缸转子绝对膨胀非常高、润滑油压力低低（3选2）、发电机支持轴承轴瓦温度高高、汽轮机支持轴承轴瓦温度高高、润滑油回油温度高高、推力轴承轴瓦温度高高。

2    机组停机破坏真空后对机组的影响

2.1  机组停机破坏真空的主要操作响应过程

机组打闸停机后，检查GSE，GRE，GCT，AHP，ABP阀门响应正常，检查发电机出口断路器断开，励磁开关断开。转速降低到1 350 r/m时，检查顶轴油泵自动启动，盘车电机启动，开始执行破坏真空操作。凝汽器真空达到90 kPa时，退出轴封系统，直至汽机转速降低至8 r/m，检查主盘车啮合。

2.2  停机破坏真空后对机组的影响和主要风险

首先，机组打闸破坏真空前，注意检查一回路核功率低于10%FP，避免触发汽机功率大于10%，汽机跳闸叠加凝汽器故障产生停堆信号。其次，考虑到破坏真空后，凝汽器排放至凝汽器不可用，需要尽快切换到凝汽器排大气系统。最后，由于凝汽器破坏真空导致二回路水质氧质量分数增加，需要尽快切换到辅助给水系统供水，切换过程中重点关注蒸汽发生器水位，破坏真空同时造成二回路失去冷源，导致凝汽器水温升高。

3    机组停机破坏真空处理原则、风险分析和控制策略

3.1  处理原则

首先，应明确汽机破坏真空的情况，在需要破坏真空时果断采取措施，保证机组汽机重大设备的安全，同时注意检查汽机停机后各个系统响应正常。其次，需要保证整个干预过程不会产生停堆信号，主要有3种情况：蒸汽发生器水位高高停堆、核功率高于10%FP+汽机打闸+凝汽器故障停堆信号和蒸汽发生器水位低+蒸汽流量表或给水流量表质量位停堆信号。最后，汽机破坏真空后，导致凝汽器水温增加，二回路失去冷源，需要尽快投运轴封，恢复真空，保证二回路的正常冷却。

3.2  风险分析和控制策略

3.2.1  插棒的过程中重点监视蒸汽发生器水位

一回路操纵员尽快通过插棒的方式降低至10%FP以下，保证汽机破坏真空的条件。一回路降功率如果不及时，凝汽器真空破坏后，真空迅速增加，可能会导致汽机破坏真空时产生核功率高于10%FP+汽机打闸+凝汽器故障停堆信号。由于一回路快速降功率，一回路平均温度会快速降低，会导致蒸汽发生器水位收缩，需要重点监视蒸发器水位，必要时增加给水流量，控制蒸汽发生器水位，避免产生停堆信号。

3.2.2  汽机停机后检查各系统响应正常，转速正常下降，主盘车啮合

由于汽机存在异常情况，需要破坏真空，需要仔细核实各个系统响应情况，关注汽机转速能够正常下降，盘车和顶轴油系统运行正常，汽机能够维持在正常盘车转速，保证汽机重大设备安全停运。

3.2.3  旁路排放切换至大气排放系统，蒸发器给水切换至辅助给水系统

由于凝汽器已破坏真空，旁路排放系统排放凝汽器的条件已不具备，破坏真空前需要切换切换至大气排放系统，避免凝汽器温度增加过高。二回路正常给水回路氧质量分数增加，需要尽快降低一回路核功率至2%以下，切换至辅助给水系统供水。

3.2.4  汽机维持盘车运行后需要尽快投运轴封，建立真空

考虑到破坏真空同时造成二回路失去冷源，导致凝汽器水温会增加。需要尽快投运轴封，建立真空，从而保证凝汽器温度降低以及低压缸的喷淋冷却水流量，建立CEX-ABP-ADG-CEX二回路小循环，减少凝汽器动态换水和废水排放。

4    结语

设备故障存在导致机组停机的情况，通过对核电厂机组停机时破坏真空的情况进行分析，发现该情况可能会造成汽机损坏和机组停堆的瞬态。通过对该瞬态的风险进行详细分析，得出该情况的总体控制思路以及逻辑框图。增强操纵员在该异常情况下机组控制能力，有效关注机组控制要点，降低了机组发生设备损坏和紧急停堆瞬态的概率，同时应加强停机敏感设备的管理和维修控制。

[参考文献]

[1]刘静思.汽轮发电机紧急停机破坏真空技术导则[Z].福建福清核电有限公司，2017.

[2]周鹏.汽机冲转并网期间凝汽器紧急破坏真空规程[Z].福建福清核电有限公司，2018.