某電站3、4號機(jī)組應(yīng)急柴油機(jī)工藝系統(tǒng)及改進(jìn)

摘 要：介紹了田灣核電站3、4號機(jī)組應(yīng)急柴油機(jī)的工藝系統(tǒng)，相比1、2機(jī)組應(yīng)急柴油機(jī)工藝系統(tǒng)的改進(jìn)，以及1、2號機(jī)組應(yīng)急柴油機(jī)運(yùn)行過程中的經(jīng)驗反饋。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急柴油機(jī)；工藝系統(tǒng)；改進(jìn)措施

1 概述

田灣3、4號機(jī)組共配有8臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，每臺機(jī)組各四臺，分別作為四條6kV應(yīng)急段母線的備用電源，每臺應(yīng)急柴油機(jī)完全獨立并布置在各自單獨的廠房里，當(dāng)應(yīng)急段母線電壓降低至2.52kV延遲2s或者應(yīng)急段母線頻率降低至47.4Hz延遲2s，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)會自動啟動，接入6kV應(yīng)急母線并且加載。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)從接到啟動命令到開始負(fù)荷加載過程的時間不超過15s。

2 田灣3、4號機(jī)組應(yīng)急柴油機(jī)工藝介紹及改進(jìn)

田灣3、4號機(jī)組應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)通過連軸器連接，其中柴油機(jī)為MTU廠生產(chǎn)的，型號為MTU20V956TB33，四沖程，20缸，V型；發(fā)電機(jī)為上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的，型號為TFHY5500-4，同步發(fā)電機(jī)，無刷自勵自動調(diào)節(jié)電壓。柴油機(jī)的主要工藝系統(tǒng)包括啟動空氣系統(tǒng)XJP、燃油供應(yīng)系統(tǒng)XJN、進(jìn)風(fēng)和排氣系統(tǒng)XJQ/XJR、潤滑油系統(tǒng)XJV和內(nèi)回路冷卻水系統(tǒng)XJG。

2.1 啟動空氣系統(tǒng)XJP

2.1.1 功能

柴油機(jī)本身沒有自行啟動能力。要使靜止的柴油機(jī)轉(zhuǎn)動起來，必須借助于外力，創(chuàng)造柴油機(jī)獲得第一個工作行程的條件，即在外力作用下進(jìn)行進(jìn)氣，壓縮，噴油，直至燃油燃燒膨脹做功才能推動活塞自行轉(zhuǎn)動。XJP系統(tǒng)提供了柴油機(jī)這一啟動過程的動力源，在壓縮空氣的作用力下，帶動柴油機(jī)達(dá)到柴油機(jī)啟動所要求的最低轉(zhuǎn)速，使得壓縮終點溫度達(dá)到燃油自燃發(fā)火的要求，柴油機(jī)點火后可以自行轉(zhuǎn)動起來。

2.1.2 改進(jìn)

壓縮空氣啟動系統(tǒng)主要組成部分有：空氣壓縮機(jī)組、啟動空氣瓶、主啟動閥、空氣分配器、氣缸啟動閥和啟動控制閥。

3、4號機(jī)組的每臺應(yīng)急柴油機(jī)相對于1、2號機(jī)組的每臺應(yīng)急柴油機(jī)各增加一臺備用空氣壓縮機(jī)組，增加了系統(tǒng)的可靠性，在一臺壓縮機(jī)不可用無法啟動的情況下，另一臺壓縮機(jī)啟動并實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。每臺空氣壓縮機(jī)組主要由壓縮機(jī)和其電動機(jī)、空氣干燥器、壓力管線和疏水電磁閥門及監(jiān)測單元組成。壓縮機(jī)依靠空氣冷卻，采用兩級串連壓縮結(jié)構(gòu)，在每一級后面分別設(shè)有逆止閥和安全閥。為了除去空氣中的雜質(zhì)，在壓縮機(jī)的空氣吸入口處，布置了空氣過濾器。為了將油和水的凝聚物從壓縮空氣中分離出來，在壓縮空氣進(jìn)入空氣干燥器之前，設(shè)有疏水分離器。

2.2 燃油供應(yīng)系統(tǒng)XJN

2.2.1 功能

系統(tǒng)用于向柴油機(jī)不間斷得供給燃油。除此之外，還保證在正常工況下完成充注備用燃油箱XJN*0BB001/2、充注燃油消耗箱XJN*0BB010、事故泄油、備用燃油箱XJN*0BB001/2排油、監(jiān)測XJN*0BB001/2是否有燃油泄漏。

2.2.2 改進(jìn)

（1）1、2號機(jī)組的每臺應(yīng)急柴油機(jī)只有一臺燃油消耗補(bǔ)給泵，在柴油機(jī)運(yùn)行期間，若燃油泵出現(xiàn)故障無法向燃油消耗箱補(bǔ)油，燃油消耗箱中的燃油只能滿足柴油機(jī)運(yùn)行5個小時，為了提高系統(tǒng)安全性，3、4號機(jī)組的每臺應(yīng)急柴油機(jī)各增加一臺燃油消耗補(bǔ)給泵。（2）在燃油消耗油箱的排放管線上增加電動隔離閥，該閥將根據(jù)火災(zāi)信號自動開啟。（3）在備用燃油箱XJN*0BB001上增加就地液位計，便于現(xiàn)場補(bǔ)油時準(zhǔn)確讀數(shù)。

2.3 進(jìn)風(fēng)和排氣系統(tǒng)XJQ/XJR

功能：系統(tǒng)用于凈化空氣，通過渦輪增壓來增加氣缸的進(jìn)氣量，從而達(dá)到提升柴油機(jī)功率的目的，以及防止燃燒產(chǎn)物污染氣缸并排出尾氣。

2.4 潤滑油系統(tǒng)XJV

2.4.1 功能

潤滑油系統(tǒng)用于向柴油機(jī)的所有旋轉(zhuǎn)部件不間斷地、自動的供給潤滑油，以減小摩擦提高部件的耐磨穩(wěn)定性并冷卻部件，系統(tǒng)向旋轉(zhuǎn)表面供給潤滑油是強(qiáng)制性的，即有潤滑油泵保證潤滑油的供給及循環(huán)。潤滑軸承及旋轉(zhuǎn)部件所需的潤滑油儲備在柴油機(jī)的油盤中。柴油機(jī)潤滑油系統(tǒng)由5個回路組成：潤滑油供給和凈化回路，軸承和傳動機(jī)構(gòu)潤滑回路，閥門驅(qū)動潤滑回路，活塞油冷卻潤滑回路和初步油壓回路。

（1）潤滑油供給和凈化回路。油泵1XJV*0AP010，020由齒輪傳動來驅(qū)動并引導(dǎo)油從柴油機(jī)油盤流出通過安裝在殼體的通道到換熱器和過濾器。每個泵有旁路安全閥保護(hù)。在旁路安全閥動作時，油返回到柴油機(jī)油盤內(nèi)。潤滑油冷器1XJV*0AC010，020置于柴油機(jī)的左邊和右邊。油過濾器1XJV*0AT010，020安裝在柴油機(jī)功率調(diào)節(jié)器的一側(cè)。每個為傳動機(jī)構(gòu)和通道驅(qū)動潤滑用的過濾器殼體由兩個組合過濾器組成。用作冷卻活塞的過濾器1XJV*0AT030是單獨設(shè)置的。

（2）軸承和傳動機(jī)構(gòu)的潤滑回路。為傳動機(jī)構(gòu)軸承供油。經(jīng)過換熱器和過濾器后，冷卻和凈化的油進(jìn)入柴油機(jī)殼體的軸向油集流管。油由軸向集流管沿管道流向調(diào)節(jié)器的液力驅(qū)動機(jī)構(gòu)，沿另一個管道流向增壓機(jī)，同樣地，通過逆止閥和減速齒輪后進(jìn)入五組渦輪增壓機(jī)的軸承。供油到曲軸是由油集流管越過潤滑槽進(jìn)入軸承，包括止推軸承。然后通過潤滑油通道進(jìn)入曲軸和連桿，以便潤滑連桿軸承。

（3）閥門驅(qū)動的潤滑回路。潤滑油的供應(yīng)和凈化回路通過維持壓力的閥門，沿空腔上的小孔，分配到各個軸承。油從軸的軸承流出到連桿。油通過齒輪箱的潤滑通道進(jìn)入軸的連桿通過關(guān)閉的小室，氣缸頂部和連桿支撐。它潤滑連桿的軸承然后通過潤滑通道到達(dá)連桿和壓緊桿的接觸面和閥門間隙調(diào)節(jié)桿。油從軸承和潤滑點出來，潤滑壓緊桿和連桿，然后返回到柴油機(jī)油盤。

（4）活塞油冷回路。部分油從運(yùn)動組件潤滑系統(tǒng)出來經(jīng)過過濾器1XJV*0AT030冷卻活塞，打開逆止閥然后通過齒輪箱的通道進(jìn)入活塞油冷集流管。油從活塞冷卻油集管沿潤滑通道進(jìn)入冷卻油霧化噴嘴。霧化噴嘴包括在設(shè)備里，霧化的油經(jīng)過潤滑通道進(jìn)入處于活塞頭和邊緣之間的冷卻室內(nèi)部的活塞邊緣。油從冷卻室孔中心出口小孔自由流出，潤滑活塞銷釘，最后返回到柴油機(jī)油盤。

2.4.2 改進(jìn)

（1）取消潤滑油消耗箱XJV10*0BB050，由于潤滑油儲存箱2000dm3，柴油機(jī)底殼200dm3，滿足規(guī)格書要求的柴油機(jī)運(yùn)行168h，優(yōu)化了潤滑油系統(tǒng)的設(shè)計。如表所示。（2）在潤滑油儲存油箱1XJV*0BB001上增加就地液位計，方便監(jiān)視及充排潤滑油儲存油箱，同時增加底部排放管線。

3 結(jié)束語

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)作為安全系統(tǒng)重要正常運(yùn)行設(shè)備的備用電源，每臺核電機(jī)組應(yīng)該設(shè)置多臺應(yīng)急發(fā)電機(jī)，都能滿足安全系統(tǒng)實現(xiàn)安全停堆及乏燃料水池冷卻的需要，并且每臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)都是相互獨立的。每臺應(yīng)急柴油機(jī)的工藝系統(tǒng)和部件應(yīng)有冗余，以減小設(shè)備故障和人的差錯導(dǎo)致的應(yīng)急柴油機(jī)不可用。

參考文獻(xiàn)

[1]1-SOP-XJA10～40-001.田灣1，2號應(yīng)急柴油機(jī)規(guī)程（機(jī)械部分）.

[2]1-SOP-XKA10～40-001.田灣1，2號應(yīng)急柴油機(jī)規(guī)程（電氣部分）.

[3]田灣1，2號機(jī)組公用系統(tǒng)流程圖.

作者簡介：張帥（1983-），男，江蘇省連云港市人，漢族，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電站工藝系統(tǒng)設(shè)計管理。