M310機(jī)組蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)閥門切換的研究

邵威++朱立新++熊興華

摘 要：M310機(jī)組蒸汽發(fā)生器共三個(gè)，每個(gè)蒸汽發(fā)生器由兩個(gè)水位調(diào)節(jié)閥門進(jìn)行水位控制，在這兩個(gè)水位調(diào)節(jié)閥門中，一個(gè)用于低負(fù)荷下控制水位，一個(gè)用于高負(fù)荷下控制水位，俗稱“大閥”、“小閥”。大閥和小閥的控制點(diǎn)切換、大小閥手自動(dòng)切換均可能影響蒸汽發(fā)生器水位的控制。本論文主要根據(jù)M310機(jī)組邏輯圖紙、模擬圖紙以及參考電站機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行過程中的經(jīng)驗(yàn)，分析大小閥切換的關(guān)注點(diǎn)，以及手自動(dòng)切換時(shí)的先后順序要求。

關(guān)鍵詞：M310；蒸汽發(fā)生器；大小閥；切換點(diǎn)；手自動(dòng)切換

1 前言

蒸汽發(fā)生器水位控制一直以來都是M310機(jī)組運(yùn)行時(shí)的控制難點(diǎn)，由于蒸汽發(fā)生器水位偏差會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)跳閘和反應(yīng)堆停堆，所以針對蒸汽發(fā)生器控制的研究很有必要。蒸汽發(fā)生器水位控制小閥用于在代表二回路負(fù)荷的模擬量低于20%Fn時(shí)控制水位，蒸汽發(fā)生器水位控制大閥用于在代表二回路負(fù)荷的模擬量低于20%Fn時(shí)控制水位。在大小閥控制切換點(diǎn)，即機(jī)組負(fù)荷在20%Fn左右時(shí)，必須密切注意閥門的控制和水位的變化，下文可以通過分析，提出一些良好建議，供參考。

2 蒸汽發(fā)生器大小閥切換點(diǎn)的研究分析

2.1 蒸汽發(fā)生器大小閥切換知識介紹

當(dāng)機(jī)組從高負(fù)荷下行時(shí)，由三部分二回路負(fù)荷（GCT排旁路代表的負(fù)荷、GRE044MP代表的汽機(jī)負(fù)荷、ADG開度信號代表）經(jīng)加法器411ZO累加，加上504MS（2%負(fù)荷），輸出432KM，此值與閾值比較器420XU1和420XU2（20%）比較，若小于20%，則觸發(fā)401KS、402KS，代表此時(shí)二回路處于低負(fù)荷狀態(tài)。此低負(fù)荷信號送往兩處：一處為將407MS接入大閥前饋環(huán)節(jié)，將大閥可靠快速關(guān)閉；二處將給誰流量與蒸汽流量前饋環(huán)節(jié)切除，不再參與主給水調(diào)節(jié)小閥的控制。

2.2 蒸汽發(fā)生器大小閥切換點(diǎn)注意點(diǎn)分析

經(jīng)過計(jì)算的負(fù)荷在20%轉(zhuǎn)換時(shí)，大閥會(huì)引入一個(gè)8%的信號。此信號目的是在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，僅使用小閥供水，保證大閥可靠關(guān)閉。但因該信號，引入兩點(diǎn)安全隱患：第一，當(dāng)機(jī)組上行時(shí)，在接近計(jì)算負(fù)荷20%但未達(dá)到時(shí)，大閥關(guān)閉，主給水調(diào)節(jié)小閥可能無法供應(yīng)所需要的流量，導(dǎo)致給水流量不足，引起蒸汽發(fā)生器水位無法維持而引起停堆事件；第二：當(dāng)機(jī)組下行時(shí)，在計(jì)算負(fù)荷大于20%時(shí)，緩慢降功率到20%之下時(shí)，小閥可靠關(guān)閉，此時(shí)小閥可能無法供應(yīng)所需要的SG給水流量，導(dǎo)致SG水位下降產(chǎn)生停堆事件。

福清核電1號機(jī)組啟動(dòng)過程中，在經(jīng)過負(fù)荷略低于20%的過程中，小閥供應(yīng)流量不足導(dǎo)致SG水位略有下降，符合事先預(yù)計(jì)，在快速通過該區(qū)域后，大閥開啟后，SG流量能可靠供應(yīng)。

所以，根據(jù)理論分析以及實(shí)際現(xiàn)象觀察，在M310機(jī)組啟動(dòng)或停運(yùn)過程中，應(yīng)快速通過20%左右的低負(fù)荷區(qū)域，可以通過主控室監(jiān)視畫面，監(jiān)視401KS、402KS、432KM來判斷目前機(jī)組所處的低負(fù)荷具體狀態(tài)。同時(shí)，在通過該區(qū)域時(shí)，應(yīng)有預(yù)先的風(fēng)險(xiǎn)考慮，注意監(jiān)視主給水流量以及SG水位變化，來保證機(jī)組的安全運(yùn)行。

3 蒸汽發(fā)生器大小閥手自動(dòng)切換的研究分析

3.1 機(jī)組高功率（>20%FFR）時(shí)，僅大閥手動(dòng)時(shí)

汽水差值信號（VVP-ARE）送往小閥調(diào)節(jié)，對小閥調(diào)節(jié)造成干擾。若功率值較大，小閥一直打開，影響不大；但當(dāng)送向407RG的功率值在20%～25%，或略高于25%，汽水差值信號影響較大。

如：當(dāng)SG水位偏高時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)大閥來控制SG水位而關(guān)小大閥時(shí)，VVP-ARE增大，負(fù)極性加上407ZO，使得小閥自動(dòng)關(guān)小，導(dǎo)致給水流量減少過多，可能產(chǎn)生SG水位低、低低，導(dǎo)致停堆。

另根據(jù)嶺澳經(jīng)驗(yàn)反饋：降功率過程中，由于GRE044MP整定零點(diǎn)時(shí)偏大8%，實(shí)際功率小于20%FFR時(shí)，420XU2仍大于20%FFR，大閥正常關(guān)閉后（未加上-8.5%使其可靠關(guān)閉），操縱員將大閥置于手動(dòng)，導(dǎo)致出現(xiàn)了圖示中的通路。由于044MP的原因，小閥一直打開，使得給水流量較蒸汽流量大，經(jīng)過401ZO和407ZO，值得差值加入閥門信號中，使得閥門一直向開大方向動(dòng)作，直到420XU2小于20%FFR，切斷該回路。此時(shí)，SG水位已經(jīng)到高高，由于操縱員經(jīng)驗(yàn)豐富，手動(dòng)插棒使得功率低于10%，才避免了停堆事件。加入該過程中，操縱員若不將大閥打手動(dòng)，由于044MP引入的瞬態(tài)會(huì)相對減小。

所以，功率較大時(shí)，尤其是略大于20%FFR的高功率時(shí)，應(yīng)避免僅將大閥置于手動(dòng)。

3.2 高功率時(shí)（>20%FFR），僅小閥手動(dòng)時(shí)

由于功率>20%FFR，小閥的前饋回路到PID回路不通，不會(huì)對大閥造成擾動(dòng)，但是也由于功率大于20%FFR，小閥復(fù)制回路不通，如果手動(dòng)調(diào)節(jié)小閥后，當(dāng)小閥由手動(dòng)切回自動(dòng)時(shí)，可能會(huì)造成小閥擾動(dòng)。

所以，高功率下，小閥切為手動(dòng)幾乎沒有風(fēng)險(xiǎn)，但不能靠調(diào)小小閥來控制水位，即高功率下，不建議調(diào)節(jié)小閥。如果調(diào)節(jié)小閥（一般關(guān)小），再將其切回自動(dòng)時(shí)，會(huì)使得小閥很快全開，造成SG水位擾動(dòng)。

3.3 低功率下（<20%FFR），僅小閥手動(dòng)時(shí)

小閥手動(dòng)信號送往PID調(diào)節(jié)器，雖參與控制大閥，此時(shí)因?yàn)榇箝y靠-8.5%可靠關(guān)閉，且加上VVP-ARE前饋環(huán)節(jié)，所以小閥手動(dòng)信號擾動(dòng)大閥可能性不大。譬如，當(dāng)SG水位低時(shí)，手動(dòng)開大小閥時(shí)，小閥手動(dòng)信號經(jīng)408ZO和402RG，用于開大閥信號，但由于開大小閥，ARE流量增大，經(jīng)401ZO和402RG，用于關(guān)小大閥信號，所以，大閥處于自動(dòng)時(shí)，小閥手動(dòng)信號使得大閥擾動(dòng)開啟可能性不大。

3.4 低功率下（<20%FFR），僅大閥手動(dòng)時(shí)

大閥置于手動(dòng)時(shí)，且由于功率低，大小閥復(fù)制回路不通，小閥自動(dòng)控制可以正常控制SG水位而不受干擾。

4 調(diào)節(jié)大小閥手自動(dòng)切換結(jié)論

在M310機(jī)組處在20%左右工況下，應(yīng)快速通過該區(qū)域，不能作長時(shí)間停留；在機(jī)組處在高負(fù)荷狀態(tài)下，大閥和小閥打手動(dòng)原則為：先將小閥置手動(dòng)，再將大閥置于手動(dòng)，切回自動(dòng)時(shí)相反；在機(jī)組處在低負(fù)荷狀態(tài)下，大閥和小閥打手動(dòng)原則為：先將大閥置手動(dòng)，再將小閥置手動(dòng)，切回自動(dòng)時(shí)相反。通過本文的分析研究，可以給反應(yīng)堆操縱員提供操作建議，防止調(diào)節(jié)閥切換過程中因水溫?cái)_動(dòng)導(dǎo)致停堆事件的發(fā)生。

作者簡介：邵威（1988-），男，福建福清人，操縱員。endprint