CN113257444B - 防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核岛系统技术领域，提供了一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，所述给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，所述给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，所述阀门复位控制结构用于复位给水阀门开度，所述方法包括：调节阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开，且阀门复位控制结构启动后，给水阀门的开度在100％开度。给水汽动泵启动后，调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度。该方法有效避免了给水阀门关闭过程中快速甩负荷导致汽轮机转速快速上升进而导致汽轮机跳闸的风险。

Description

防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法

技术领域

本发明属于核岛系统技术领域，更具体地说，是涉及一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法。

背景技术

核电站辅助给水系统，其功能是电站失去主给水供应时向蒸汽发生器二回路侧供应给水，为专设安全设施系统之一，给水汽动泵为辅助给水系统的一种。

由于核安全的需要，正常情况下，核电站给水汽动泵向蒸汽发生器供水的给水阀门需保持在全开的位置，在事故或紧急工况给水汽动泵自动启动时，能快速向蒸汽发生器供水。然而在试验工况下，由于蒸汽发生器处于正常水位，给水汽动泵启动后全流量注入将使蒸汽发生器水位变化过快，不利于机组的控制，因此，需要及时复位关闭向蒸汽发生器供水的给水阀门，在复位过程中，给水汽动泵负荷快速下降，若汽轮机调速器未能及时跟随调整，容易出现给水汽动泵的汽轮机在甩负荷过程中超速跳闸的现象，导致给水汽动泵不可用，延误大修工期。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，以解决现有技术中存在的给水阀门复位关闭导致给水汽动泵的汽轮机超速跳闸的现象的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，所述给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，所述给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，所述阀门复位控制结构用于复位所述给水阀门开度，其特征在于，所述方法包括：

调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开，且所述阀门复位控制结构启动后，所述给水阀门的开度在100％开度；

给水汽动泵启动后，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度。

在一个实施例中，所述调节阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中，所述预设开度为反应堆热停堆工况下蒸汽发生器需求水位对应的阀门开度。

在一个实施例中，所述调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中：所述调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度的调节时间大于或者等于10S。

在一个实施例中，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度，所述调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

在一个实施例中，所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度中，所述调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

在一个实施例中，所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开之前，还包括：将给水汽动泵的汽轮机的调速器针型阀调整至1/4-1/2开度。

在一个实施例中，所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开之前，还包括，将给水汽动泵的汽轮机的调速器的针型阀调整至3/8开度。

在一个实施例中，所述给水汽动泵的水泵为卧式离心泵。

在一个实施例中，所述给水汽动泵的汽轮机包括电磁超速装置及机械超速装置，所述电磁超速装置具有第一超速设定值，所述机械超速装置具有第二超速设定值，所述汽轮机的转速达到第一超速设定值时，汽轮机跳闸，所述电磁超速装置故障失效后，汽轮机的转速达到第二超速设定值时汽轮机跳闸，所述第二超速设定值大于所述第一超速设定值。

在一个实施例中，所述第一超速设定值为6565±70rpm，所述第二超速设定值为6863±70rpm。

本发明提供一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，阀门复位控制结构用于复位给水阀门开度，该方法包括调节阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开，且阀门复位控制结构启动后，给水阀门的开度在100％开度，给水汽动泵启动后，调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，该防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法通过预先调整阀门开度调节结构，使阀门复位控制结构复位后给水阀门仍处于全开状态，然后调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，从而有效避免了给水阀门关闭过程中快速甩负荷导致汽轮机转速快速上升导致汽轮机跳闸的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明实施例提供的辅助给水系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的防止给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的防止给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

图1为本发明实施例提供的辅助给水系统结构示意图，请参阅图1所示，岭澳核电站一期辅助给水系统共有三台辅助给水泵，其中两台为电动辅助给水泵001PO和002PO，每台电动辅助给水泵有50％的额定流量(2×100吨/小时)，一台为给水汽动泵003PO，给水汽动泵003PO由汽轮机带动，额定流量为100％开度。

辅助给水泵在日常期间保持备用状态，为满足事故工况下的快速响应，给水汽动泵下游给水阀门013VD/015VD/017VD处于全开状态，在给水汽动泵接收到启动信号后可快速向蒸汽发生器供水。

机组热停堆平台执行给水汽动泵003PO全流量试验期间，给水汽动泵003PO启动后，运行按照试验规程复位给给水阀门013VD/015VD/017VD全开信号后，电磁超速装置001TC跳闸；机组热停堆平台执行给水汽动泵003PO全流量试验期间穿插应急停堆盘系统试验，给水汽动泵003PO启动全流量供水后约6s后运行复位给水阀门013VD/015VD/017VD，汽动辅助给水泵流量下降至零流量，此时电磁超速装置001TC转速升高，给水汽动泵003PO出口压力出现报警，随后出现电磁超速装置001TC跳闸，跳闸后专业人员立即检查现场设备状态，核实现场机械设备无其他异常。

通过对比岭澳一期辅助给水系统两次给水汽动泵超速跳闸问题发现，其超速发生时间均在给水汽动泵全流量注入后复位给水阀门013VD/015VD/017VD期间，检查运行试验程序，根据核安全要求，给水汽动泵启动时下游给水阀门013VD/015VD/017VD将自动全开，而大修试验期间，由于蒸汽发生器处于正常水位，给水汽动泵全流量供水将使蒸汽发生器水位变化较大，不利于机组控制，因此，在试验验证给水阀门013VD/015VD/017VD能自动全开后，主控需通过复位给水阀门013VD/015VD/017VD，按下复位开关后给水阀门将自动关闭至设置位置，该自动关闭时间角较短，约3-4s，按照原运行程序，给水阀门设置位置为关闭位置。因此，在主控按下复位按钮后，给水阀门013VD/015VD/017VD将快速自动从100％开度关闭，对应辅助给水汽动泵出口流量将快速从全流量下降至零流量。此时汽轮机负荷快速下降，调速机构来不及响应，汽轮机入口蒸汽调节阀136VV仍处于原开启开度，汽轮机驱动蒸汽量未能及时跟随减小，在汽轮机快速甩负荷的过程中，汽轮机转速将快速上涨，若在汽轮机转速达到电磁超速定值后未能及时调节，汽轮机将超速跳闸。

本发明为解决上述辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸问题，提供了一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法。

下面结合具体实施例对本发明提供的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法进行说明。

图2为本发明实施例提供的防止给水汽动泵全流量超速跳闸的方法的流程图，请参阅图2所示，本发明实施例提供一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，该方法用于防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸，所述给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，所述给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，所述阀门复位控制结构用于复位给水阀门开度，所述方法为全流量试验下改进辅助给水汽动泵供水调节阀的复位方法，该方法包括：

S101、调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开，且所述阀门复位控制结构启动后，所述给水阀门的开度在100％开度；

具体地，在给水汽动泵启动前先通过阀门开度调节结构将阀门开度设置在100％开度，保证给水汽动泵启动后给水阀门仍然可以实现自动全开的安全功能，且在阀门复位控制结构启动后，给水阀门仍处于100％开度，此时其他负荷保持不变。

S102、给水汽动泵启动后，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度。

具体地，在给水汽动泵启动后调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，其中预设开度根据蒸汽发生器水位控制要求进行设置。

本实施例的给水阀门在打开时，给水汽动泵向蒸汽发生器供水，本实施例对所述给水阀门的具体形式不做特别限制，本实施例的阀门开度调节结构用于调节给水阀门的开度，本实施例对所述阀门开度调节结构的具体形式不做特别限制，例如阀门开度调节结构可以通过手动调节或者自动调节，本实施例的阀门复位控制结构用于给水阀门的复位。

核电站全流量试验仅需验证给水汽动泵的供水能力及给水阀门的开启逻辑功能。上述给水阀门可通过阀门复位控制结构自动调节或通过阀门开度调节结构手动调节，在通过阀门复位控制结构自动调节时，阀门将自动调节至阀门开度调节结构设定位置。在全流量试验给水汽动泵启动前先通过阀门复位控制结构将阀门开度设置在100％开度，全流量试验辅助给水汽动泵启动后给水阀门仍然可以实现自动全开的功能，在启动阀门复位控制结构后，阀门开度调节结构仍将处于100％开度，此时其他负荷保持不变。而为保障蒸汽发生器水位，此时可通过调节阀门开度调节结构的方式，缓慢调节给水阀门开度至需求位置，如此，通过缓慢降低汽轮机负荷的方式，可有效避免给水阀门从全开到快速全关而导致汽轮机快速甩负荷的风险。

本实施例提供的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法中，给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，阀门复位控制结构用于复位给水阀门开度，该方法包括调节阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开，且阀门复位控制结构启动后，给水阀门的开度在100％开度，给水汽动泵启动后，调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，该防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法通过预先调整阀门开度调节结构，使阀门复位控制结构复位后给水阀门仍处于全开状态，然后调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，从而有效避免了给水阀门关闭过程中快速甩负荷导致汽轮机转速快速上升导致汽轮机跳闸的风险。

本实施例中，所述调节阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中，所述预设开度为反应堆热停堆工况下蒸汽发生器需求水位对应的阀门开度。

进一步地，所述调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中：所述调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度的调节时间大于或者等于10S。通过调节阀门开度调节结构，缓慢调节阀门开度调节结构至需求位置，将调节时间控制在约10s或以上，缓慢降低汽轮机负荷，消除了调节阀从全开到快速全关而导致汽轮机快速甩负荷的风险，且满足核安全监管要求

可选地，所述调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度包括：调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

可选地，调节阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置在100％开度包括：调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

图3为本发明实施例提供的防止给水汽动泵全流量超速跳闸的方法的流程图，请参阅图3所示，本实施例的防止给水汽动泵全流量超速跳闸的方法包括：

S201、将给水汽动泵的汽轮机的调速器针型阀调整至1/4-1/2开度；

S202、调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开，且所述阀门复位控制结构启动后，所述给水阀门的开度在100％开度；

S203、给水汽动泵启动后，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度。

本实施例防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法的所述操作阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置在100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开之前，还包括：将给水汽动泵的汽轮机的调速器针型阀调整至1/4-1/2开度。

优选地，所述操作阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置在100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开之前或者之后，将给水汽动泵的汽轮机的调速器的针型阀调整至3/8开度。

根据汽轮机调速器原理，在汽轮机负荷降低后，汽轮机转速快速上升，在调速器飞铁的作用下，调速滑阀上移，动力油开始回流油池，补偿活塞左侧压力降低，补偿活塞将左移，动力缸开始泄油，与此同时，动力油缸内油通过针型阀同时泄油，此时动力油缸下部压力下降，动力活塞下降，汽轮机调节阀关小，汽轮机转速开始下降。因此，若调速器调节速度足够快，则可在汽轮机转速快速上升过程中及时调节，使汽轮机转速恢复至额定转速，但经试验验证，在汽轮机快速甩负荷的工况下，原出厂调速器的速度调节能力不足以应对上述工况。

而根据调速器的调节原理，由于调速滑阀及补偿活塞均处于自动调节状态，因此无法通过调整上述部件改善调速器调节能力，但经检查确认，针型阀开度可以实现外部调整，而原厂的调速器针型阀开度设置均为1/4开度，其主要考虑是兼顾汽轮机转速稳定性，在此开度下，汽轮机在额定转速下的转速波动约10rpm，在最细转速下的转速波动约为100rpm。

经试验验证，增大针型阀开度至3/8开度，调速器的速度跟随能力有明显提升，甩负荷工况下汽轮机转速较针型阀为1/4开度下的最高转速下降约150rpm，从而有效地避免了汽轮机过快上涨至跳闸的风险。再此开度下，汽轮机额定转速波动约20rpm，最低转速下波动约200rpm，仍能满足监督大纲中对于汽轮机额定转速以及最低转速的要求，在该开度下，辅助给水汽动泵出口压力波动约2bar，满足供水要求。

而在针型阀开度继续调大后，汽轮机在甩负荷工况下的速度调节能力将继续提升，但随之其额定转速及最低转速下的转速波动也将明显提升，从而导致辅助给水泵汽动泵出口压力大幅波动，甚至导致汽轮机最低转速在波动过程中低于监督大纲要求的限制，因此，调速器针型阀开度不能持续增大。

本实施例调速器的针型阀为3/8开度时有效地提升了汽轮机的速度跟随调整能力，同时能保证辅助给水汽动泵的运行需求。调速器的针型阀在此开度下辅助给水汽动泵额定转速波动不超过30rpm，最低转速波动不超过300rpm。

本实施例的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法应用于岭澳核电站一期辅助给水系统后，给水汽动泵均未再出现全流量试验超速跳闸的问题。

上述实施例中，所述给水汽动泵的水泵为八级卧式离心泵，卧式离心泵流量大，结构非常简单，性能稳定，更容易操作者和修理。所述给水汽动泵的汽轮机包括电磁超速装置及机械超速装置，所述电磁超速装置具有第一超速设定值，所述机械超速装置具有第二超速设定值，所述汽轮机的转速达到第一超速设定值时，汽轮机跳闸，所述电磁超速装置故障失效后，汽轮机的转速达到第二超速设定值时，汽轮机跳闸，所述第二超速设定值大于所述第一超速设定值。本实施例给水汽动泵的汽轮机为防止汽动辅助给水泵超速运行造成设备损坏以及伤人风险，汽轮机上设置了超速跳闸装置，分别为电磁超速装置及机械超速装置，电磁超速装置的第一超速设定值为6565±70rpm，机械超速装置的第二超速设定值为6863±70rpm，正常情况下，汽轮机转速达到第一超速设定值后将跳闸，在电磁超速装置故障失效后，汽轮机转速将在达到第二超速设定值后跳闸，本实施例通过设置电磁超速装置及机械超速装置，起到了双重保险作用。

本发明实施例提供的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，包括调节阀门开度调节结构将给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后给水阀门能够实现自动全开，且阀门复位控制结构启动后，给水阀门的开度在100％开度，给水汽动泵启动后，调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，该防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法通过预先调整阀门开度调节结构，使阀门复位控制结构复位后给水阀门仍处于全开状态，然后调节阀门开度调节结构以使得给水阀门的开度达到预设开度，从而有效避免了给水阀门关闭过程中快速甩负荷导致汽轮机转速快速上升导致汽轮机跳闸的风险。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，所述给水汽动泵用于向蒸汽发生器供水，所述给水汽动泵包括给水阀门、阀门开度调节结构和阀门复位控制结构，所述阀门复位控制结构用于复位所述给水阀门开度，其特征在于，所述方法包括：

调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开，且所述阀门复位控制结构启动后，所述给水阀门的开度在100％开度；

给水汽动泵启动后，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度；其中，所述调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度的调节时间大于或者等于10S；

所述给水汽动泵的汽轮机包括电磁超速装置及机械超速装置，所述电磁超速装置具有第一超速设定值，所述机械超速装置具有第二超速设定值，所述汽轮机的转速达到第一超速设定值时，汽轮机跳闸，所述电磁超速装置故障失效后，汽轮机的转速达到第二超速设定值时汽轮机跳闸，所述第二超速设定值大于所述第一超速设定值。

2.如权利要求1所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于：所述调节阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中，所述预设开度为反应堆热停堆工况下蒸汽发生器需求水位对应的阀门开度。

3.如权利要求1所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于，调节所述阀门开度调节结构以使得所述给水阀门的开度达到预设开度中，所述调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

4.如权利要求1所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于：所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度中，所述调节阀门开度调节结构通过手动调节来实现。

5.如权利要求1所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于，所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开之前，还包括：将给水汽动泵的汽轮机的调速器针型阀调整至1/4-1/2开度。

6.如权利要求5所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于：所述调节所述阀门开度调节结构将所述给水阀门的开度设置为100％开度，以使得给水汽动泵启动后所述给水阀门能够实现自动全开之前，还包括，将给水汽动泵的汽轮机的调速器的针型阀调整至3/8开度。

7.如权利要求1所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于：所述给水汽动泵的水泵为卧式离心泵。

8.如权利要求7所述的防止核电站辅助给水汽动泵全流量试验超速跳闸的方法，其特征在于：所述第一超速设定值为6565±70rpm，所述第二超速设定值为6863±70rpm。

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