PDF《秦山核电三期汽水分离器（ MSR） 系统控制分析》

秦山核电三期汽水分离器(MSR) 系统控制分析 The Analysis for MSR Control System in Qinshan Unclear Power Plant ( 273500) 山东邹县发电厂 周红梅 黄健摘要: 比较了核电机组与火电机组再热系统的不同特性, 阐述了重水堆核电机组汽水分离再热器系统的流程和控 制.

关键词: 汽水分离;

核电;

火电;

饱和;

隔离;

控制 Abstract: In this paper, the reheater difference between nuclear power plant and coal- firing power plant was given, and the MSR system. s craft and control for nuclear power plant was also discussed. Key words: MSR;

nuclear power;

coal- firing power;

saturation;

isolation;

control 中图分类号: TK224.

2 文献标识码: B 文章编号: 1007- 9904( 2003) 03- 0070-

04 1 概述 核电厂汽轮发电机组与火电厂汽轮发电机组 有很多不同, 汽水分离器( MSR) 系统就是其中之 一.核电厂MSR 系统与火电厂再热器系统比较有 以下不同. 1.

1 作用不同 MSR 用于除去汽轮机高压缸排汽中的含湿 量, 并将排汽进一步加热至微过热, 从而使进入汽 轮机低压缸的蒸汽温度提高, 不仅提高了电厂的热 效率, 而且使汽轮机低压缸受湿蒸汽影响的程度降 低, 防止和减少湿蒸汽对汽轮机动、 静部件的腐蚀、 侵蚀, 提高了汽轮机运行的安全性. 火电厂再热器系统用于加热高缸排汽, 提高了 进入中压缸做功的蒸汽温度, 由于初温的提高, 增 大了做功焓降从而提高了电厂的热效率, 并且使汽 轮机低压缸减少水蚀的影响, 也增加了机组的安全 性. 1.

2 热源不同 MSR 是通过来自高压缸的四级后抽汽和主蒸 汽来加热的, 所以它的循环热效率是降低的, 但由 于它降低了蒸汽湿度, 整体的热效率是提高了. 火电厂再热器系统是通过炉膛受热面加热的, 所以它的循环热效率和整体的热效率都是提高的. 1.

3 控制方式不同 MSR 以顺控为主, 同时通过二级再热控制阀 的调节来控制再热器出口温度. 火电厂再热器系统控制以调节为主, 通过烟气 挡板摆角的调节和再热器事故喷水来控制再热器 出口温度.

2 MSR 系统流程 MSR 本体由壳体、 汽水分离器、 一级再热器和 二级再热器组成.壳体材料采用钢板焊接而成, 汽 水分离器为波纹板型, 采用 V 型安装.两级再热 器都为单流程管壳式热交换器, 加热蒸汽走管侧, 被加热蒸汽走壳侧. 每台汽轮发电机安装两台汽水分离器( MSR) , 每台 MSR 包括二级再热器, 从高压缸来的排汽分 别进入两台MSR, 经过汽水分离和二级再热后, 进 入两台低压缸继续作功. 一级再热器采用汽机高压缸第

4 级后抽汽为 加热蒸汽来再热高压缸排汽, 在加热蒸汽管线上装 有一个电动隔离阀, 用来隔离该级再热器, 在电动 隔离阀的下游还装有一个气动逆止阀, 用来防止在 汽机甩负荷或跳机等情况下MSR 及管道中的蒸汽 倒流入汽机引起超速. 二级再热采用主蒸汽为加热蒸汽, 在加热蒸汽 管道上装有一个电动隔离阀, 用来隔离该级再热 器, 在电动隔离阀的下游, 并联装有一只主压力控 制阀、 一只辅助压力控制阀和一只电动旁通阀, 压 力控制阀用以在低负荷时控制加热蒸汽的压力和

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2003 年第

3 期( 总第

131 期) SHANDONG DIANLI JISHU 流量, 防止二级再热器出口蒸汽温度变化率超过限 值, 并防止二级再热器温差过大引起破坏性的热应 力;

旁通阀在53% 以上时打开, 提供蒸汽流通以减 少压力损失.在电动隔离阀上游和压力控制阀组 的下游均设有疏水管线, 在启动和停止过程中将疏 水排往冷凝器. MSR 的加热蒸汽流程如图

1 所示 图1MSR 加热蒸汽流程图 MSR 的疏水和排汽系统流程如图2 所示: 图2MSR 疏水和排汽系统流程图 MSR 汽水分离器和再热器的疏水分别依靠重 力排往各自的疏水箱.对每台MSR 配备有一个汽 水分离器疏水箱、 一个一级再热疏水箱和一个二级 再热疏水箱.

一、 二级再热器疏水箱中的疏水过程 在正常情况下由水位控制阀控制水位, 流向

6 号高 加;

紧急情况下, 疏水箱中的水由紧急疏水管道和 其上的水位控制阀排入冷凝器.流量控制阀的尺 寸要满足流量要求, 且要尽量靠近

6 号高加和冷凝 器布置, 以防止疏水管道中的两相流动. 对

一、 二级再热器, 其加热蒸汽的出口管线上 设置有排气管线.正常运行时, 将非冷凝性气体和 部分蒸汽通过可调节的阀门排往

6 号高加;

在汽机 启动、 低负荷运行或汽机甩负荷等情况下, 则直接 排往冷凝器.除了排除冷凝性气体, 排汽还有利于 稳定加热蒸汽流量、 平衡疏水箱与再热器之间的压 差以利于疏水的作用.

3 MSR 系统控制 为了控制 MSR 和低压缸进汽温度, 装设了一 套由日立公司提供的再热压力控制系统, 控制器型 号: H -

04 P R600.程序语言: POL;

取样时间: 200ms. 这套 R600 的控制系统是高性能的可编程控制 器, 具有以下特点: a. 这套 R600 控制器是一个自动分散网络的完 整的 EIC 系统.EIC 是指电气控制( E) , 仪表控制 ( I) , 机算机控制( C) . b. 这套R600 控制系统提供冗余的 IP O 卡件和 更广范围的系统应用. c. 双CPU 单元的组成使系统更加可靠. d. 该系统可以扩展, 易于组成一个分散功能的 多过程单元. MSR 的控制方式分为: 手动、 自动、 隔离和强 制停止四种方式 3.

1 手动方式 在主控操作面板按下/ manual0按钮, 压力设定 值由手动设定, 压力控制阀根据手动设定的压力设 定值与实际压力的偏差进行自动调节.如果压力 控制阀处于/ 手动0, 则压力控制阀可通过主控面板 直接开大或关小. 3.

2 自动方式 自动方式有以下两种运行方式 ( 1) / start0方式: 当汽机启动和升负荷时, 选择 / start0方式.当指令和位反偏差大于 20% 或指令、 位反的 IP O 信号故障时, / CV lock0 信号产生, 阀门 保持原开度. / start0方式时, 阀门动作情况如表

1 所示. ( 2)/ stop0 方式: 当汽机停机或降负荷时小于 55%时, 选择/ stop0方式./ stop0 方式时, 阀门动作 情况如表

2 所示:

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2003 年第

3 期( 总第

131 期) 表1/start0方式时各控制阀门开度表 负荷 8% 15% 30% 53%

1 级再热蒸汽截止阀 保持开 保持开 保持开 保持开

2 级再热蒸汽截止阀 保持关 开 保持开 保持开

2 级再热蒸汽控制子阀 保持关 保持 35% 开度

30 分钟 调节 保持开

2 级再热蒸汽控制主阀 保持关

2 级再热蒸汽控制子阀开 到87. 9% 后开启 调节 保持开

2 级再热蒸汽控制阀的旁路阀 保持关 保持关 保持关 开1级再热蒸汽放气阀( 凝汽器侧) 保持开 保持开 关 保持关

1 级再热蒸汽放气阀( 加热器侧) 保持关 保持关 开 保持开

2 级再热蒸汽放气阀( 凝汽器侧) 保持开 保持开 关 保持关

2 级再热蒸汽放气阀( 加热器侧) 保持关 保持关 开 保持开

1 级再热蒸汽管道疏水阀 保持开 关 保持关 保持关

2 级再热蒸汽管道疏水阀 保持开 保持开 关 保持关

1 级再热蒸汽逆止阀 开 保持开 保持开 保持开

1 级再热蒸汽疏水阀 关 保持关 保持关 保持关 表2/stop0 方式时各控制阀门开度表 负荷 55% 27% 12% 5%

1 级再热蒸汽截止阀 保持开 保持开 保持开 关2级再热蒸汽截止阀 保持开 保持开 关 保持关

2 级再热蒸汽控制子阀 保持开 慢关 关 保持关

2 级再热蒸汽控制主阀 慢关 已关 保持关 保持关

2 级再热蒸汽控制阀的旁路阀 慢关 已关 保持关 保持关

1 级再热蒸汽放气阀( 凝汽器侧) 保持关 开 保持开 保持开

1 级再热蒸汽放气阀( 加热器侧) 保持开 关 保持关 保持关

2 级再热蒸汽放气阀( 凝汽器侧) 保持关 开 保持开 保持开

2 级再热蒸汽放气阀( 加热器侧) 保持开 关 保持关 保持关

1 级再热蒸汽管道疏水阀 保持关 保持关 开 保持开

2 级再热蒸汽管道疏水阀 保持关 开 保持开 保持开

1 级再热蒸汽逆止阀 保持开 保持开 保持开 关1级再热蒸汽疏水阀 保持关 保持关 保持关 开3.

3 隔离方式 隔离方式有两种, 分别为 MSR 二级再热器隔 离和MSR

一、 ........