嶺澳1期核電站高壓缸脹差通道溫漂現象改進

孫根

【摘 要】L2GME005MV為高壓缸絕對膨脹進行測量，日常期間通道存在溫漂現象，通道最大指示曾達到GRE HOLD數值，項目組經過現場檢查和分析，確認為L2GME005MV通道前置器存在溫漂，導致通道輸出電壓隨溫度升高而增大，通道指示向負脹差方向變化。

【Abstract】Using L2GME005MV measuring absolute expansion for the high pressure cylinder， there is a temperature drift phenomenon in daily channel， the maximum indicator of channel reached the GRE HOLD value， after on-site inspection and analysis， the project team identified that there is temperature drift in proximitor of L2GME005MV channel， it led to channel output voltage increases with temperature increasing， the channel indicate changes in the direction of negative differential expansion.

【關鍵詞】負溫漂；高壓缸脹差； GME

【Keywords】negative temperature drift； differential expansion in HP cylinder； GME

【中圖分類號】TK263.1 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）12-0181-03

1 前言

嶺澳1期核電站汽輪機監測系統改造以來，L2GME005MV通道存在前置器溫漂現象，通道最大指示曾達到GRE HOLD數值，項目組經過現場檢查和分析，確認為L2GME005MV通道前置器存在溫漂，導致通道輸出電壓隨溫度升高而增大，通道指示負脹差方向變化。

2 問題背景

2013年2月，嶺澳1期2號機大修汽輪機監測系統整體改造后，L2GME005MV由-2.95mm下降到-2.65mm，后指示數值由-2.65mm逐步上漲到-3.19mm （高壓缸負脹差報警值-3.5mm，hold值-3.15mm），引起GRE出現 TSE HOLD，并且數值緩慢地向負脹差方向發展，分析確定為前置器故障引起。

3 問題描述

3.1 高缸脹差簡介

高壓缸脹差測量原理：

汽輪發電機軸系由高壓轉子、3個低壓轉子、發電機轉子及勵磁機轉子組成，整個軸系由高壓轉子后端的推力盤和推力軸承座軸向定位。推力軸承是整個軸系的軸向膨脹起點，即：在推力軸承前側的高壓轉子從此點向前膨脹，在推力軸承后側的3個低壓轉子、發電機轉子和勵磁機轉子從此點向后膨脹。“高壓轉子差脹”就是高壓轉子的向前膨脹量與1號軸承座向前移動量（由高壓缸向前膨脹推動）之差。轉子向前膨脹大于1號軸承座向前移動時“差脹”取正值，稱“正差脹”；反之，“差脹”取負值，稱“負差脹”。（如圖1所示）

啟動階段檢查高壓缸脹差變化趨勢及大小能判斷汽機是不是膨脹正常，避免出現膨脹不暢的情況。穩定運行時高壓缸脹差值趨于穩定，一旦超出報警值應立即干預，避免汽機動靜間隙過小而導致動靜摩擦，損壞汽機。

3.1.1 探頭的原理

高壓缸脹差測量探頭型號PR6426/010-120基于渦流式探頭的原理，線圈為探頭線圈，驅動單元輸入恒電流，當探頭線圈與汽機大軸表面（導磁）間隙變化時，由于互感變化而使等效阻抗變化，從而輸出電壓隨之變化[1]。等效電路（如圖2所示），列出方程：

可知：當探頭與汽輪機轉子距離變化時，互感M變化同時改變等效阻抗Z值，當其他因素確定時，Z與距離成一一對應關系，這樣，就能通過探頭輸出電壓大小來反映位移的大小。

3.1.2 通道構成

高壓缸脹差信號經過探頭處理后經過前置放大器處理，經過MMS系列板件轉換，送KIT，KKO，GRE，TDM信號站。（如圖3所示）

3.1.3 運行參數（如表1所示）

3.2 高壓缸脹差溫漂的分析

嶺澳1期2號機大修汽輪機監測系統改造中，高壓缸脹差測量通道增加一個備用通道GME085MV。在機組并網后，L2GME005MV的KIT指示與大修停機前相比偏高，降功率期間，GME005MV由-2.95mm下降到-2.65mm，后GME005MV指示數值由-2.65mm逐步上漲到-3.19mm （高缸負脹差報警值-3.5mm，hold值-3.15mm），引起GRE出現 TSE HOLD，并且數值緩慢向負方向發展。（見圖4）

對L2GME005MV進行檢查分析：

第一，通過檢查L2GME005MV首先排除了線纜接觸不良、數據錯誤、通道電磁干擾和支架安裝等故障的可能性[2]；

第二，分析發現L2GME005MV前置器受溫度變化影響的可能性比較大，當前置器溫度變化15℃后，電壓向負方向變化范圍為：0.529V（如圖5所示）；對比L2GME085MV（備用）前置器溫度變化15℃后，L2GME085MV：0.43V（如圖6所示）；查詢EOMM說明，此類前置器工作溫度為-30～+100℃，靈敏度受溫度變化影響為（每變化100℃輸出變化0.2V）約0.2mm，此情況與EOMM手冊說明不相符。

第三，實驗室對前置器加熱試驗繼續證明前置器受溫度變化導致測量不準的現象

根據對L2GME005MV檢查分析結果進行改進措施：

L2GME005MV工作量程在-5～+7mm即滿足機組運行要求，為減小溫漂響應并留有一定裕度，經討論確定方案如下：使用新型號設備（12mm量程探頭前置器）將高缸脹差通道量程由20mm縮小為12mm[3]。

現場實施：

①修改L2GME001AR內通道輸出隔離卡跳線，使隔離卡實現電壓輸入、電流輸出功能；

②在隔離卡信號輸入側增加阻值300Ω的精密電阻；

③現場更換探頭和前置器，并對通道進行校驗定位；

④按照改造后的量程范圍和輸出信號，修改通道CT板件組態，并對通道進行全量程校驗；

⑤加工L2GME010CR箱柜門，安裝百葉窗，降低CR箱內溫度。

上述方案實施后高缸脹差測量得到改善。

3.3 影響后果

汽輪機高壓缸差脹（收縮）值大，將引發GME004AA，GME008AA報警，同時輸入至GRE系統，與參考值比較，限制汽機升速和升負荷的速率。

4 結論

對L2GME005MV換型改造后，從數據分析表明，問題得以改善，可準確測量出汽輪機高壓缸脹差情況，該通道因前置器溫漂導致測量不準的問題得以解決。

注明：

因換型設備的靈敏度變化，改造后探頭定位間隙為9.5mm，較改造前探頭的安裝間隙縮小約8mm，經分析評價認為不影響通道工作，不會因此導致設備損壞。

【參考文獻】

【1】濮繼龍.大亞灣核電站運行教程[M].北京：原子能出版社，1999.

【2】龐松濤.壓水堆核電站過程控制系統[M].北京：中國電力出版社，2014.

【3】蘇林森，楊輝玉.900MW壓水堆核電站系統與設備[M].北京：原子能出版社，2007.endprint