秦山核電二期650MW 汽輪機組危急遮斷系統（ETS）特點及優化

丁燃

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司自動控制工程分公司，哈爾濱150090）

1 引 言

秦山核電站二期工程是我國第一座自主設計、自主建造、自主運營、自主管理的65 萬千瓦核電機組。其中1、2 號機的ETS 系統采用美國西屋公司生產的WDPF 電子產品，3、4 號機組則采用了西屋公司生產的新型產品OVATION 控制系統。其中的DEH、ETS、RTC、TSI 和TDM系統均由哈爾濱汽輪機廠有限責任公司成套提供。

2 核電汽輪機ETS 系統的特點

（1）ETS 系統用以監視汽輪機的某些重要參數。當這些參數超過其運行限制值時，該系統能安全地關閉全部進汽閥門。

這些參數有：低潤滑油壓，低EH 油壓，低真空，軸向位移大，DEH 超速，ETS 超速，絕對振動大，相對振動大，相對膨脹大，DEH 電源故障，手動停機，遠控等跳閘。

（2）ETS 停機邏輯原理圖如圖1。在邏輯圖中，ETS 通過4 個常開輸出接點（PY49321，PY49322，PY49323 和PY49324）控制20-1/AST 到20-4/AST 電磁閥。只要跳閘復位（汽機掛閘/運行），該接點即帶電（閉合）。該方式的系統可在ETS 失電時使跳閘繼電器失電。當任一跳閘信號出現時，跳閘控制接點打開，使20-1/AST～20-4/AST 電磁閥失電并使自動跳閘總管壓力跌落。當跳閘條件均清除后，按DEH 后備手操盤上的掛閘“LATCH”按鈕或在ETS 控制畫面上點擊跳閘試驗復位“跳閘試驗復位”按鈕才能使跳閘繼電器帶電。

圖1 ETS 停機邏輯原理

（3）首出追憶功能。跳閘出現時，在ETS 操作畫面中會顯示哪個信號引起跳閘，其旁邊與其對應的方塊開始閃爍（紅色）。操作員確認后閃爍停止。

（4）ETS 試驗功能。ETS 的潤滑油壓低、真空低、抗燃油壓低5 個跳閘試驗塊使用雙通道邏輯。以潤滑油壓低跳閘試驗塊為例：使用4 個獨立的壓力開關（63-1/LBO 到63-4/LBO）的4 個接點作為輸入信號。當每個通道中至少一個壓力開關的輸入顯示其通道潤滑油壓低時，將2 個通道均跳閘。通道1 跳閘打開其對應的輸出接點TLB0l 和TLB03；通道2 跳閘打開其對應的輸出接點TLB02 和TLB04。汽機跳閘需要每個通道的輸出接點至少打開一個。該跳閘邏輯使潤滑油壓低跳閘試驗塊可進行在線試驗。因為該跳閘邏輯允許一次只能進行一個通道的試驗，因此該邏輯在進行一個通道試驗時不會引起跳閘。即使在試驗中出現潤滑油壓低情況，也不影響其跳閘保護功能。真空低、抗燃油壓低跳閘試驗塊功能等同于潤滑油壓低跳閘試驗塊。

ETS 試驗應每個月進行一次，每次啟動前也要做。ETS 試驗是允許在線進行的，按照從通道1 到通道2 的順序。在線試驗時要遵守下列規程：（a）確保所有的報警信號已經清除，可以安全進行試驗，可以在ETS 畫面按“Reset Trip Test”按鈕清除報警。（b）選擇需要測試的通道，一次只能進行一個通道試驗，必須在某一項試驗已經復位后，才能開始新的試驗。ETS 的操作畫面如圖2 所示。

圖2 ETS 操作畫面

圖3 超速結構圖

（5）同常規火電相比，核電汽輪機ETS 的跳閘條件中的電超速有其獨特的結構特點：

ETS 系統本身自帶測速卡件，無需經過TSI 系統引入跳閘條件。

電超速跳閘通道由3 個安裝在盤車裝置上的轉速探頭組成。如果轉速超過跳閘設定值，經過中選后得到的轉速信號將使機組跳閘。轉速測量卡件從轉速探頭每秒接收88 個脈沖，頻率范圍設定為0～5000r/min。

ETS 超速跳機在功能上是與DEH 控制器超速跳機功能一致，其次，這套超速跳機功能的加入可以避免使用機械超速跳機裝置。每個轉速檢測卡件與一個轉速探頭連接，每個通道的轉速檢測探頭和電子卡件分別安裝在3個I/O 分支上，這樣減小了單點故障。這種配置方法提供了三路獨立的、雙冗余（DEH 也有超速保護）的方式安全地去跳機，并且增加了系統的安全可靠性。在這種配置方案中，冗余的DEH 控制器和ETS 控制器能夠在斷開的情況下，使汽輪機仍然能夠受到超速保護，因為轉速檢測卡件能夠獨立于控制器工作。

西屋OVATION 轉速檢測卡的處理周期為5ms，使系統更安全。ETS 超速結構圖如圖3 所示。

（6）ETS 送AST 電磁閥端接線原理圖如圖4。

只有超速3 取2 動作后才能觸發ETS7/ETS8/ETS9從而使ETS1/ETS2/ETS3/ETS4 失電，最終使4 個AST 電磁閥失電。

3 運行中出現的問題

圖4 ETS 送AST 電磁閥端接線原理圖（示意圖）

在運行過程中出現過轉速大報警現象。經檢查為外界干擾信號原因使轉速傳感器信號偏差大導致轉速信號品質壞。

4 核電汽輪機ETS 系統改進及優化

通過在轉速卡上并接了3 個8.4kΩ 的電阻消除了轉速大報警現象。

另外將原來的三取二停機信號點都改為常閉點，即信號斷開停機。這樣更增加了核電汽輪機的安全可靠性。

5 結 論

通過對秦山核電二期項目ETS 系統的服務跟蹤，經過幾次不斷地改進及優化，機組沒有因信號誤動作而引起停機事故，保證了機組安全、穩定運行，提高了核電廠的經濟效益和社會效益。