CN110107400A - 一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，包括第一启动空气罐、盘车空气罐和第二启动空气罐、柴油机；所述第一启动空气罐通过第一启动管线与所述柴油机连接，所述第一启动管线上设置有第一柴油机启动电磁阀；所述第二启动空气罐通过第二启动管线与所述柴油机连接，所述第二启动管线上设置有第二柴油机启动电磁阀；所述盘车空气罐通过自动盘车管线分别与所述第一启动管线和所述第二启动管线连接，所述自动盘车管线上设置有盘车启动电磁阀。实施本发明能够避免因柴油机启动前润滑不充分造成的重要设备磨损等故障，降低EDG的故障率和老化率，提升机组的可靠性与安全性，同时降低运维成本。

Description

一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统
技术领域
本发明涉及核电厂应急柴油发电机组技术领域，具体涉及一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统。
背景技术
应急柴油发电机组(Emergency Diesel Generator，EDG)作为核电厂的重要后备电源，为核电厂安全停堆所需的中低压核辅助设备供电，确保设备安全和人身安全，还可防止由于外部交流电源丧失而导致的重要设备损坏。
目前，EDG正常启动采用压缩空气启动，EDG的每台引擎设有两套相同的、完全独立的空气启动系统，空气启动系统产生的压缩空气用以启动引擎。EDG启动时，柴油机启动电磁阀被启动信号触发开启，压缩空气注入气缸使其开始运动。气缸带动大轴转动，各个引擎泵也开始转动。其启动原理如图1所示。目前，国内外核电厂均未有EDG自动盘车方式，现有EDG均采用隔离启动回路使用电动马达带动柴油机转动的方式盘车。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1)现有EDG启动空气的压力较大(国内机组一般为40bar.g)，在柴油机启动瞬间，轴承和连杆会承受巨大的启动冲击力，由于柴油机启动前润滑油膜未完全形成，转动设备未经润滑而造成急剧摩擦，从而导致汽缸墙和凸轮表面磨损，并加速了主轴承和连杆轴承的磨损；
2)现有EDG涡轮增压器会在柴油机快速加速后马上超速，但此时轴承润滑并没有完全建立起来，加速了涡轮增压器的磨损；
3)现有EDG采用现有电动马达盘车，无法实现盘车的自动功能，灵活性低，增加了人力成本；
4)现有EDG电动马达盘车时，需隔离柴油机启动回路，若盘车时发生应急情况，则柴油机无法应急启动；
5)现有EDG使用电动马达盘车存在误隔离柴油机的可能；
6)现有EDG使用电动马达盘车会产生计划性I0，其中，I0指的是与各个运行模式相关的规定不一致的情况，要求的安全功能的不可用或超出正常运行限值，即“不可用”；计划性I0指的是出现的频率和原因均是可知的且是预先确定的；
7)现有EDG相比于利用空气压力盘车，采用电动马达能耗更高；
8)现有EDG电动马达的可靠性比阀门的可靠性低。
综上，现有的核电厂应急柴油发电机组亟待进一步改进。
发明内容
本发明目的在于提供一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，从而避免因柴油机启动前润滑不充分造成的重要设备磨损等故障，降低EDG的故障率和老化率，提升机组的可靠性与安全性，同时降低运维成本。
为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，包括第一启动空气罐、盘车空气罐和第二启动空气罐、柴油机；所述第一启动空气罐通过第一启动管线与所述柴油机连接，所述第一启动管线上设置有第一柴油机启动电磁阀；所述第二启动空气罐通过第二启动管线与所述柴油机连接，所述第二启动管线上设置有第二柴油机启动电磁阀；所述盘车空气罐通过自动盘车管线分别与所述第一启动管线和所述第二启动管线连接，所述自动盘车管线上设置有盘车启动电磁阀。
在一些实施例中，所述自动盘车管线包括主管线以及与所述主管线连通的第一分支管线和第二分支管线，所述盘车启动电磁阀设置于所述主管线上；所述第一分支管线连接所述第一启动管线，且两者连接点位于所述第一柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间；所述第二分支管线连接所述第二启动管线，且两者连接点位于所述第二柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间。
在一些实施例中，所述第一分支管线上设置有第一手动隔离阀。
在一些实施例中，所述第一分支管线上设置有第一电动阀，且所述第一电动阀位于所述第一手动隔离阀和所述柴油机之间。
在一些实施例中，所述第二分支管线上设置有第二手动隔离阀。
在一些实施例中，所述第二分支管线上设置有第二电动阀，且所述第二电动阀位于所述第二手动隔离阀和所述柴油机之间。
在一些实施例中，所述第一电动阀与第一继电器连接，所述第一继电器用于接收并根据第一定时器的高电平信号闭合以启动所述第一电动阀，或接收并根据第一定时器的低电平信号断开以关闭所述第一电动阀。
在一些实施例中，所述第二电动阀与第二继电器连接，所述第二继电器用于接收并根据第二定时器的高电平信号闭合以启动所述第二电动阀，或接收并根据第二定时器的低电平信号断开以关闭所述第二电动阀。
在一些实施例中，所述第一分支管线上还设置有第一减压阀，且所述第一减压阀位于所述第一手动隔离阀和所述第一电动阀之间。
在一些实施例中，所述第二分支管线上还设置有第二减压阀，且所述第二减压阀位于所述第二手动隔离阀和所述第二电动阀之间。
本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例自动盘车即每隔一段时间启动盘车系统，带动柴油机慢速转动(内部机械部件转动起来)，使润滑油充分进入轴和轴瓦之间，建立起油膜，可防止轴和轴瓦长时间处于相同位置而导致粘连，也可避免曲轴长时间处于同一位置产生弯曲。定时转动柴油机可减缓老化，且避免了由于未充分润滑而导致的机械磨损以及其导致的转子系统不平衡，有效减少EDG磨损等故障，明显提高了机组的可靠性。基于上述内容，本发明实施例减少了电厂维修人员维修工作量，减少了电厂运维成本，为电厂带来了经济效益；现场实施方便，盘车方式对原系统没有影响；节约了大修关键路径时间，缩短了大修工期，节约了大修成本；采用了自动盘车的方式，节省了人力资源，易操作，工效高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中EDG启动管线示意简图。
图2是本发明实施例一所述一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统的管线示意简图。
图3是本发明实施例一中所述电动阀控制示意简图。
图4是本发明实施例二所述一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统的管线示意简图。
附图标记：
第一启动空气罐-1，盘车空气罐-2，第二启动空气罐-3，柴油机-4，第一启动管线-5，第一柴油机启动电磁阀-6，第二启动管线-7，第二柴油机启动电磁阀-8，自动盘车管线-9，主管线-91，第一分支管线-92，第二分支管线-93，盘车启动电磁阀-10，第一手动隔离阀-11，第一电动阀-12，第二手动隔离阀-13，第二电动阀-14，第一减压阀-15，第二减压阀-16。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
如图2所示，本发明实施例一提供一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，包括第一启动空气罐、盘车空气罐和第二启动空气罐、柴油机；所述第一启动空气罐通过第一启动管线与所述柴油机连接，所述第一启动管线上设置有第一柴油机启动电磁阀；所述第二启动空气罐通过第二启动管线与所述柴油机连接，所述第二启动管线上设置有第二柴油机启动电磁阀；所述盘车空气罐通过自动盘车管线分别与所述第一启动管线和所述第二启动管线连接，所述自动盘车管线上设置有盘车启动电磁阀。
在本实施例中，所述自动盘车管线包括主管线以及与所述主管线连通的第一分支管线和第二分支管线，所述盘车启动电磁阀设置于所述主管线上；所述第一分支管线连接所述第一启动管线，且两者连接点位于所述第一柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间；所述第二分支管线连接所述第二启动管线，且两者连接点位于所述第二柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间。
在本实施例中，所述第一分支管线上设置有第一手动隔离阀。
在本实施例中，所述第一分支管线上设置有第一电动阀，且所述第一电动阀位于所述第一手动隔离阀和所述柴油机之间。
在本实施例中，所述第二分支管线上设置有第二手动隔离阀。
在本实施例中，所述第二分支管线上设置有第二电动阀，且所述第二电动阀位于所述第二手动隔离阀和所述柴油机之间。
在本实施例中，所述第一电动阀与第一继电器连接，所述第一继电器用于接收并根据第一定时器的高电平信号闭合以启动所述第一电动阀，或接收并根据第一定时器的低电平信号断开以关闭所述第一电动阀。
在本实施例中，所述第二电动阀与第二继电器连接，所述第二继电器用于接收并根据第二定时器的高电平信号闭合以启动所述第二电动阀，或接收并根据第二定时器的低电平信号断开以关闭所述第二电动阀。
具体而言，本发明实施例一在图1所示现有EDG的启动回路基础上，增加一个盘车空气罐和一条自动盘车管线，所述自动盘车管线作为EDG启动回路的旁路管线，所述盘车空气罐压力为盘车所需压力。其中，盘车空气罐的压力小于启动空气罐压力，其为盘车压力。
其中，压缩空气通过所述自动盘车管线的主管线的盘车启动电磁阀后分为两路，一路依次经所述第一分支管线的第一手动隔离阀、第一电动阀进入柴油机气缸，另一路依次经所述第二分支管线的第二手动隔离阀、第二电动阀进入柴油机气缸，实现盘车。其中，所述第一电动阀和所述第二电动阀的作用是实现盘车的定时。
在本发明实施例中，因应急工况下厂用电中压与辅助电源均丧失，所以启动管线上的柴油机启动电磁阀为失电常开，即应急工况下电磁阀打开，柴油机启动。盘车管线上的盘车启动电磁阀为失电常开，平时不带电，盘车启动电磁阀打开；第一手动隔离阀、第二手动隔离阀均为常开。
其中，所述第一电动阀和第二电动阀的控制示意简图如图3所示，所述第一电动阀由第一定时器和第一继电器控制。其中，所述第一继电器为失电常开，第一定时器每隔48小时送出一个高电平，使第一继电器得电闭合，第一电动阀打开，启动盘车，2分钟后第一定时器送出一个低电平，使第一继电器失电断开，第一电动阀关闭，盘车结束，如此循环。同理，所述第二电动阀由第二定时器和第二继电器控制。其中，所述第二继电器为失电常开，第二定时器每隔48小时送出一个高电平，使第二继电器得电闭合，第二电动阀打开，启动盘车，2分钟后第二定时器送出一个低电平，使第二继电器失电断开，第二电动阀关闭，盘车结束，如此循环。
其中，若EDG在盘车过程中，EDG接到了应急启动信号，则所述盘车启动电磁阀关闭，盘车终止，EDG正常应急启动。
本发明实施例一与隔离启动回路使用电动马达盘车相比，采用空气盘车，不需要准备时间，且本发明实施例提供的系统不会产生误隔离，实现了自动盘车功能，减少了时间和人力成本。盘车之后，柴油机设备的磨损等故障与老化速度均得到有效的降低，从而减少了柴油机主体的维修工作量，提高了设备的可靠性，使柴油机组更加安全可靠，同时节约了大修周期，经济效益显著增加。同时，提高了机组运行的安全性，节约核电厂非盈利性支出，目前核电厂EDG的绝大部分部件均来自国外，本发明有利于节约国家外汇储备。
基于实施例一，如图4所示，本发明实施例二提出另一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统。
在本实施例中，所述第一分支管线上还设置有第一减压阀，且所述第一减压阀位于所述第一手动隔离阀和所述第一电动阀之间。
在本实施例中，所述第二分支管线上还设置有第二减压阀，且所述第二减压阀位于所述第二手动隔离阀和所述第二电动阀之间。
具体而言，本发明实施例二在图1所示现有EDG的启动回路基础上，增加一个盘车空气罐和一条自动盘车管线，所述盘车空气罐的压力与所述第一启动空气罐以及所述第二启动空气罐相同，所述自动盘车管线作为EDG启动回路的旁路管线，旁路管线的作用是将盘车用的压缩空气分别通过第一减压阀和第二减压阀，使其出口压缩空气压力低于启动压力，达到盘车所需的压力，从而实现盘车。
其中，压缩空气通过所述自动盘车管线的主管线的盘车启动电磁阀后分为两路，一路依次经所述第一分支管线的第一手动隔离阀、第一减压阀、第一电动阀进入柴油机气缸，另一路依次经所述第二分支管线的第二手动隔离阀、第二减压阀、第二电动阀进入柴油机气缸，实现盘车。其中，所述第一电动阀和所述第二电动阀的作用是实现盘车的定时。
其中，在本发明实施例中，因应急工况下厂用电中压与辅助电源均丧失，所以启动管线上的柴油机启动电磁阀为失电常开，即应急工况下电磁阀打开，柴油机启动。盘车管线上的盘车启动电磁阀为失电常开，平时不带电，盘车启动电磁阀打开；第一手动隔离阀、第一减压阀、第二手动隔离阀、第二减压阀均为常开。
需说明的是，实施例二所述系统基于实施例一所述系统进一步改进，因此，实施例二未详述部分可参见实施例一所述部分。
通过以上实施例的描述可知，本发明实施例自动盘车即每隔一段时间启动盘车系统，带动柴油机慢速转动(内部机械部件转动起来)，使润滑油充分进入轴和轴瓦之间，建立起油膜，可防止轴和轴瓦长时间处于相同位置而导致粘连，也可避免曲轴长时间处于同一位置产生弯曲。定时转动柴油机可减缓老化，且避免了由于未充分润滑而导致的机械磨损以及其导致的转子系统不平衡，有效减少EDG磨损等故障，明显提高了机组的可靠性。基于上述内容，本发明实施例减少了电厂维修人员维修工作量，减少了电厂运维成本，为电厂带来了经济效益；现场实施方便，盘车方式对原系统没有影响；节约了大修关键路径时间，缩短了大修工期，节约了大修成本；采用了自动盘车的方式，节省了人力资源，易操作，工效高。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，包括第一启动空气罐、盘车空气罐和第二启动空气罐、柴油机；所述第一启动空气罐通过第一启动管线与所述柴油机连接，所述第一启动管线上设置有第一柴油机启动电磁阀；所述第二启动空气罐通过第二启动管线与所述柴油机连接，所述第二启动管线上设置有第二柴油机启动电磁阀；所述盘车空气罐通过自动盘车管线分别与所述第一启动管线和所述第二启动管线连接，所述自动盘车管线上设置有盘车启动电磁阀。
2.根据权利要求1所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述自动盘车管线包括主管线以及与所述主管线连通的第一分支管线和第二分支管线，所述盘车启动电磁阀设置于所述主管线上；所述第一分支管线连接所述第一启动管线，且两者连接点位于所述第一柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间；所述第二分支管线连接所述第二启动管线，且两者连接点位于所述第二柴油机启动电磁阀和所述柴油机之间。
3.根据权利要求2所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第一分支管线上设置有第一手动隔离阀。
4.根据权利要求3所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第一分支管线上设置有第一电动阀，且所述第一电动阀位于所述第一手动隔离阀和所述柴油机之间。
5.根据权利要求4所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第二分支管线上设置有第二手动隔离阀。
6.根据权利要求5所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第二分支管线上设置有第二电动阀，且所述第二电动阀位于所述第二手动隔离阀和所述柴油机之间。
7.根据权利要求6所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第一电动阀与第一继电器连接，所述第一继电器用于接收并根据第一定时器的高电平信号闭合以启动所述第一电动阀，或接收并根据第一定时器的低电平信号断开以关闭所述第一电动阀。
8.根据权利要求7所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第二电动阀与第二继电器连接，所述第二继电器用于接收并根据第二定时器的高电平信号闭合以启动所述第二电动阀，或接收并根据第二定时器的低电平信号断开以关闭所述第二电动阀。
9.根据权利要求8所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第一分支管线上还设置有第一减压阀，且所述第一减压阀位于所述第一手动隔离阀和所述第一电动阀之间。
10.根据权利要求9所述的核电厂应急柴油发电机组自动盘车系统，其特征在于，所述第二分支管线上还设置有第二减压阀，且所述第二减压阀位于所述第二手动隔离阀和所述第二电动阀之间。
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