M310機組蒸汽發(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機組蒸汽發(fā)生器共三個，每個蒸汽發(fā)生器由兩個水位調(diào)節(jié)閥門進行水位控制，在這兩個水位調(diào)節(jié)閥門中，一個用于低負荷下控制水位，一個用于高負荷下控制水位，俗稱“大閥”、“小閥”。大閥和小閥的控制點切換、大小閥手自動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機組邏輯圖紙、模擬圖紙以及參考電站機組啟動運行過程中的經(jīng)驗，分析大小閥切換的關(guān)注點，以及手自動切換時的先后順序要求。

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

1 前言

蒸汽發(fā)生器水位控制一直以來都是M310機組運行時的控制難點，由于蒸汽發(fā)生器水位偏差會導致汽輪機跳閘和反應堆停堆，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荷的模擬量低于20%Fn時控制水位，蒸汽發(fā)生器水位控制大閥用于在代表二回路負荷的模擬量低于20%Fn時控制水位。在大小閥控制切換點，即機組負荷在20%Fn左右時，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)生器大小閥切換點的研究分析

2.1 蒸汽發(fā)生器大小閥切換知識介紹

當機組從高負荷下行時，由三部分二回路負荷（GCT排旁路代表的負荷、GRE044MP代表的汽機負荷、ADG開度信號代表）經(jīng)加法器411ZO累加，加上504MS（2%負荷），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，代表此時二回路處于低負荷狀態(tài)。此低負荷信號送往兩處：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)生器大小閥切換點注意點分析

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

福清核電1號機組啟動過程中，在經(jīng)過負荷略低于20%的過程中，小閥供應流量不足導致SG水位略有下降，符合事先預計，在快速通過該區(qū)域后，大閥開啟后，SG流量能可靠供應。

所以，根據(jù)理論分析以及實際現(xiàn)象觀察，在M310機組啟動或停運過程中，應快速通過20%左右的低負荷區(qū)域，可以通過主控室監(jiān)視畫面，監(jiān)視401KS、402KS、432KM來判斷目前機組所處的低負荷具體狀態(tài)。同時，在通過該區(qū)域時，應有預先的風險考慮，注意監(jiān)視主給水流量以及SG水位變化，來保證機組的安全運行。

3 蒸汽發(fā)生器大小閥手自動切換的研究分析

3.1 機組高功率（>20%FFR）時，僅大閥手動時

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SG水位偏高時，手動調(diào)節(jié)大閥來控制SG水位而關(guān)小大閥時，VVP-ARE增大，負極性加上407ZO，使得小閥自動關(guān)小，導致給水流量減少過多，可能產(chǎn)生SG水位低、低低，導致停堆。

另根據(jù)嶺澳經(jīng)驗反饋：降功率過程中，由于GRE044MP整定零點時偏大8%，實際功率小于20%FFR時，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，導致出現(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作，直到420XU2小于20%FFR，切斷該回路。此時，SG水位已經(jīng)到高高，由于操縱員經(jīng)驗豐富，手動插棒使得功率低于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，由于044MP引入的瞬態(tài)會相對減小。

所以，功率較大時，尤其是略大于20%FFR的高功率時，應避免僅將大閥置于手動。

3.2 高功率時（>20%FFR），僅小閥手動時

由于功率>20%FFR，小閥的前饋回路到PID回路不通，不會對大閥造成擾動，但是也由于功率大于20%FFR，小閥復制回路不通，如果手動調(diào)節(jié)小閥后，當小閥由手動切回自動時，可能會造成小閥擾動。

所以，高功率下，小閥切為手動幾乎沒有風險，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），再將其切回自動時，會使得小閥很快全開，造成SG水位擾動。

3.3 低功率下（<20%FFR），僅小閥手動時

小閥手動信號送往PID調(diào)節(jié)器，雖參與控制大閥，此時因為大閥靠-8.5%可靠關(guān)閉，且加上VVP-ARE前饋環(huán)節(jié)，所以小閥手動信號擾動大閥可能性不大。譬如，當SG水位低時，手動開大小閥時，小閥手動信號經(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，大閥處于自動時，小閥手動信號使得大閥擾動開啟可能性不大。

3.4 低功率下（<20%FFR），僅大閥手動時

大閥置于手動時，且由于功率低，大小閥復制回路不通，小閥自動控制可以正常控制SG水位而不受干擾。

4 調(diào)節(jié)大小閥手自動切換結(jié)論

在M310機組處在20%左右工況下，應快速通過該區(qū)域，不能作長時間停留；在機組處在高負荷狀態(tài)下，大閥和小閥打手動原則為：先將小閥置手動，再將大閥置于手動，切回自動時相反；在機組處在低負荷狀態(tài)下，大閥和小閥打手動原則為：先將大閥置手動，再將小閥置手動，切回自動時相反。通過本文的分析研究，可以給反應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擾動導致停堆事件的發(fā)生。

作者簡介：邵威（1988-），男，福建福清人，操縱員。endprint