吳昫江　段超

摘 要：針對(duì)福清M310核電機(jī)組所采用的P320控制模塊，通過(guò)分析汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理，解釋3取2交叉跳機(jī)來(lái)源。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)保護(hù)；實(shí)現(xiàn)原理；硬件跳閘信號(hào)；交叉跳機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.012

1 汽輪機(jī)保護(hù)作用

福清核電汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱GSE系統(tǒng)）的功能是當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生任何預(yù)定的機(jī)械故障，或者當(dāng)反應(yīng)堆、發(fā)變組出現(xiàn)故障時(shí)，為汽輪發(fā)電機(jī)組提供安全停機(jī)的手段，防止事故發(fā)生、擴(kuò)大和設(shè)備損壞，并將汽輪機(jī)脫扣信號(hào)傳送到反應(yīng)堆停堆保護(hù)邏輯中。

汽輪機(jī)保護(hù)所考慮的各種機(jī)械故障限于以下可預(yù)見(jiàn)的事態(tài)：

——汽輪機(jī)必須停機(jī)以防止或減輕主設(shè)備的損傷；

——運(yùn)行人員沒(méi)有時(shí)間考慮另外的操作，因?yàn)槿魏窝舆t都可能迅速使事態(tài)惡化。

GSE系統(tǒng)與核安全相關(guān)系統(tǒng)有直接接口關(guān)系，反應(yīng)堆停堆信號(hào)和ATWT停堆信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸和硬接線兩種方式送到GSE系統(tǒng)。

2 動(dòng)作原理

福清核電GSE系統(tǒng)保護(hù)集成于P320系統(tǒng)中，由三個(gè)汽輪機(jī)保護(hù)控制器（STP A/B/C）實(shí)現(xiàn)，STP控制器與硬件跳閘模塊MPM123、超速保護(hù)模塊FT3124、高壓遮斷模塊、調(diào)節(jié)閥上的電液放大器（EHA模塊）和主汽閥上的快關(guān)裝置（FCD裝置）組成保護(hù)回路。

三個(gè)汽輪機(jī)保護(hù)控制器（STP A/B/C）設(shè)置有三個(gè)獨(dú)立的保護(hù)通道，由獨(dú)立的電源供電，所有的保護(hù)信號(hào)都重復(fù)配置到三個(gè)獨(dú)立的通道中。三個(gè)通道采用三取二保護(hù)動(dòng)作高壓遮斷模塊設(shè)計(jì)，當(dāng)三取二邏輯生效時(shí)將會(huì)使高壓遮斷模塊組件中的三個(gè)安全電磁閥同時(shí)動(dòng)作。這能保證在任一通道出現(xiàn)故障時(shí)，另兩個(gè)通道仍能實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘功能。且機(jī)組運(yùn)行期間能對(duì)某些保護(hù)信號(hào)進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)而不引起高壓遮斷模塊的誤動(dòng)作。

進(jìn)入硬件跳閘模塊MPM123和超速保護(hù)模塊FT3124的單一通道的一個(gè)跳閘信號(hào)將直接使對(duì)應(yīng)的一個(gè)安全遮斷電磁閥動(dòng)作，當(dāng)然這些跳閘信號(hào)也將進(jìn)入汽輪機(jī)保護(hù)控制器參與三取二邏輯，這些信號(hào)稱為硬件跳機(jī)信號(hào)。未進(jìn)入硬件跳閘模塊MPM123和超速保護(hù)模塊FT3124的單一通道的一個(gè)跳閘信號(hào)則不能直接使安全遮斷電磁閥動(dòng)作，而必須經(jīng)汽輪機(jī)保護(hù)控制器參與邏輯運(yùn)算，這些信號(hào)成為軟件保護(hù)跳機(jī)信號(hào)。

汽輪機(jī)保護(hù)跳閘信號(hào)發(fā)出后，GSE系統(tǒng)通過(guò)泄掉汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全油，從而使汽輪機(jī)所有蒸汽閥門在彈簧作用下快速關(guān)閉，切斷進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽，實(shí)現(xiàn)保護(hù)停機(jī)。

調(diào)節(jié)油經(jīng)過(guò)高壓遮斷模塊產(chǎn)生安全油，故而當(dāng)汽輪機(jī)遮斷信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，高壓遮斷模塊的正常動(dòng)作可使安全油壓力下降，從而關(guān)閉高壓和中壓進(jìn)汽閥。

安全油通過(guò)高壓遮斷模塊內(nèi)部三個(gè)并列的冗余支路進(jìn)行排油。每一個(gè)支路包括兩個(gè)安全卸荷閥，它們由一個(gè)安全電磁閥控制。三個(gè)安全電磁閥與汽輪機(jī)保護(hù)控制器的三個(gè)通道相連接。因此，只要汽輪機(jī)保護(hù)控制器的三個(gè)通道中的兩個(gè)同時(shí)打開(kāi)，就能夠泄掉安全油，實(shí)現(xiàn)三取二邏輯跳機(jī)。采用三取二的邏輯既保證了在出現(xiàn)危急機(jī)組安全的情況時(shí)能有效地遮斷機(jī)組，又可以有效地防止由于單一電磁閥故障而造成的誤跳機(jī)。

高壓遮斷模塊內(nèi)部的每一個(gè)排油支路都可以在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)做試驗(yàn)，其他的支路（非試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑┐_保汽輪機(jī)的保護(hù)。每一個(gè)安全卸荷閥配備了一個(gè)位置傳感器，用于檢查試驗(yàn)是否成功。

3 硬件跳閘模塊保護(hù)信號(hào)

福清核電廠采用的跳機(jī)信號(hào)如表1。

其中較為特殊的為汽輪機(jī)超速信號(hào)—該信號(hào)先送往超速保護(hù)模塊—而非直接送往硬件跳閘模塊，但實(shí)際上超速保護(hù)模塊也送往硬件跳閘模塊，故而也屬于硬件跳閘模塊保護(hù)信號(hào)。以上硬件跳機(jī)信號(hào)直接送往電磁閥，即在相應(yīng)通道上產(chǎn)生跳機(jī)信號(hào)，當(dāng)三個(gè)安全電磁閥中的兩個(gè)動(dòng)作時(shí)，高壓遮斷模塊失壓汽機(jī)跳機(jī)，從而產(chǎn)生3取2交叉跳機(jī)邏輯。

4 結(jié)論

在以往的學(xué)習(xí)和工作中，大家了解汽輪機(jī)保護(hù)信號(hào)種類和動(dòng)作定值，也知道這其中有硬跳機(jī)保護(hù)信號(hào)和軟跳機(jī)保護(hù)信號(hào)，但對(duì)軟硬跳機(jī)信號(hào)的根本差異還不甚了解，同時(shí)由此產(chǎn)生的交叉跳機(jī)邏輯指導(dǎo)的就更少。通過(guò)本文論述，解釋了軟硬跳機(jī)的根本區(qū)別，同時(shí)闡述了交叉跳機(jī)的原因，這填補(bǔ)了之前運(yùn)行人員對(duì)這方面知識(shí)的空白，更對(duì)以后的運(yùn)行生產(chǎn)帶來(lái)了借鑒意義，并在發(fā)生跳機(jī)通道故障時(shí)的解決處理提出了更為全面的考量。