余 悅

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067001）

通常來講，汽輪機和法發(fā)電機都是核電廠的核心設備組成，因與常規(guī)島是呈現(xiàn)直接連接的，這也正是突出了汽輪機和發(fā)電機在核電中充當了心臟的首要位置。所以就需要在設計上對其信號進行特殊保護的方式處理。就目前來講，大多數(shù)的汽輪機、發(fā)電機停機信號都是出于保守狀態(tài)[1]。

大多因保守程度過大導致在邏輯設計上的停機現(xiàn)象能夠嚴重的造成核電廠非常大的經(jīng)濟損失。針對誤停機事件來講，國內(nèi)就有一起活生生的案例，某地區(qū)的凌晨一點突發(fā)核電廠冷卻水箱液位低的危險報警信號。因SN開關(guān)的問題眾多工作人員都無法及時發(fā)現(xiàn)。直至當天晚上六點，才觸發(fā)了液位低報警信號繼而滿足了觸發(fā)汽輪機停機保護動作。案例示意圖如以下圖1所示。

圖1 發(fā)電機定子冷卻水的安裝示意圖

1 關(guān)于核電站中汽輪機以及發(fā)電機的信號問題

如果是百萬機組，那么其中的汽輪機以及發(fā)電機的信號無非就是以下這幾種類型。

（1）因為汽輪機標準轉(zhuǎn)速異常引發(fā)的故障性停機狀況是目前一種比較常見的故障狀況。當下百萬機組核電廠較為普遍的就是用一種半轉(zhuǎn)速的設計，這種設計是在其額定轉(zhuǎn)速在1500rpr時為正常標準轉(zhuǎn)速，這時候系統(tǒng)正常運行不能觸發(fā)停機的信號。送汽機的監(jiān)視系統(tǒng)（GME）擁有3個轉(zhuǎn)速信號，對于轉(zhuǎn)速進行實時的監(jiān)控，轉(zhuǎn)速值到達1635rpr的時候觸發(fā)了停機信號。在經(jīng)過送氣機監(jiān)控轉(zhuǎn)速值能夠上升至1650rpr就會出現(xiàn)停機信號的觸發(fā)狀態(tài)[2]。

（2）因潤滑油系統(tǒng)引發(fā)的異常停機故障現(xiàn)象也是一種出現(xiàn)頻率比較多的一種停機狀況。潤滑油系統(tǒng)在整個核電廠的過程中都是至關(guān)重要的，尤其是對汽輪機更是重中之重。

（3）因發(fā)動機密封性油氫壓所產(chǎn)生的壓力較低引起的停機的情況也是常遇到的停機故障類型。一般發(fā)電機的氫氣都是高于發(fā)電機內(nèi)氫氣的壓力值一般發(fā)電機內(nèi)的氫氣壓力值為標準壓力（50kpa）。然后如果氫氣壓力低于了20kpa這個值，這時候就會同事觸發(fā)停機信號故障。

（4）定子中的冷卻水引發(fā)的漏液故障最終導致停機狀況的發(fā)生也是一種能發(fā)生的情況。

定子冷卻開口處的溫度呈現(xiàn)出異常高溫狀態(tài)或者此時都是會出現(xiàn)能夠觸發(fā)停機信號故障的。當然其中導電率過高的情況也是能夠觸發(fā)停機信號的。

2 解決汽輪機發(fā)電機停機狀況的分析

就現(xiàn)在汽輪機發(fā)電機的停機信號上還是會有很多邏輯上的缺陷和不足，而這些邏輯缺陷又是致命的，主要的不足之處體現(xiàn)在以下：

（1）目前的多少停機信號都是會涉及到關(guān)于發(fā)電機的漏液高或者是漏液狀況的發(fā)生，再或者就是定子水箱水位低等等呈現(xiàn)出一拖三的浮球狀況，如果出現(xiàn)了浮球狀況的發(fā)生，那么在其設計上就會變成故障性停機，非常容易導致停機狀況的發(fā)生，并且是處于非正常停機狀況。

如果磁性液位開關(guān)（3個同時）都處于安裝在液位計的外側(cè)包圍時，那么金屬浮球就會觸發(fā)開關(guān)，不管是金屬浮球損壞還是沉沒都是可以同事觸發(fā)三個液位開關(guān)的狀態(tài)為開啟的，這時候勢必會造成汽輪機發(fā)電機的故障性停機。

（2）如果設備出現(xiàn)跳機類故障報警狀況可能會讓員工無法察覺，這時候也會造成設備損壞引起的停機故障。

（3）一部分的停機信號的多余現(xiàn)象以及相同時間動作作用都是建立在停機信號的基礎之上上，其這些功能部分都是重復的且多余的，這也是經(jīng)常出現(xiàn)汽輪機發(fā)電機停機的重要原因之一[3]。

（4）大多數(shù)汽輪機發(fā)電機的停機信號都是沒有對單一故障出現(xiàn)的報警現(xiàn)象設置的，所以這就會造成處于單一儀表或者通道故障的時候，工作人員不能很迅速的進行故障的查驗以至于大大的增加了發(fā)生故障的邏輯性概率。

3 汽輪機、發(fā)電機停機信號邏輯優(yōu)化

汽輪機汽輪機、發(fā)電機的標志性停機信號是需要我們進行技術(shù)上的優(yōu)化的，因為優(yōu)化后的汽輪機、發(fā)電機才能夠進行故障的避免從而躲避停機故障的發(fā)生。針對汽輪機以及發(fā)電機停機信號上的問題國內(nèi)的核電站都做了相應的優(yōu)化策略，這些優(yōu)化策略在一定程度上能夠防止發(fā)電機和汽輪機出現(xiàn)信號故障，因此要在停機信號相關(guān)系統(tǒng)上不斷進行優(yōu)化，對使用設備進行改造、對機柜邏輯進行不斷改進。

修改DCS I/A機柜側(cè)的邏輯內(nèi)容，修改內(nèi)容關(guān)系到設備控制方面的問題如下所示：

因溫度過高導致發(fā)電機停機信號的邏輯，從根本上解決這一問題，可加裝一個監(jiān)測溫度信號的報警裝置，使用過程中若出現(xiàn)單一信號故障報警情況，此時要提升邏輯信號等級，對退防情況進行有效處理。

對發(fā)電機進行系統(tǒng)上的優(yōu)化，對磁機的漏液監(jiān)控以及檢測停機信號邏輯，添加一個發(fā)電機、勵磁機漏液的遠傳功能系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)的功能包括質(zhì)量變化報警、液位變化的報警[4]。增設一個具有導波功能的液位計可以提高測量數(shù)據(jù)的準確度，在使用導波雷達進行模擬情況下對得到的閾值進行對比，最后確定邏輯停機準則。

增加報警的信息以及二層的新增報警實時監(jiān)視畫面系統(tǒng)。針對較為重要的信號需要增加新的報警模塊，如果出現(xiàn)涉及到跳機信號的風險時，二層的警窗就會出現(xiàn)KA的報警模擬信號，這時候報警系統(tǒng)監(jiān)控畫面就會出現(xiàn)KS的報警信號。新增加的KA報警如表1所示。

表1 KA報警

針對以上發(fā)現(xiàn)的問題以及故障現(xiàn)象需要對現(xiàn)場的設備進行改造：

（1）及時調(diào)換GRV系統(tǒng)的液位總開關(guān)，并更換新的導波雷達液位計。如果六臺導波雷達液位計能夠自主安裝取樣的話可以大概率排除單一故障發(fā)生，真正的做到跳機信號的邏輯停機[5]。發(fā)電機氫氣測量系統(tǒng)模擬邏輯圖如圖2所示。

圖2 實施邏輯優(yōu)化后發(fā)電機氫氣測量系統(tǒng)模擬/邏輯圖

（2）更換部分保護跳機信號通道（DCS組態(tài)同時作相應修改），使觸發(fā)跳機信號的條件分布在不同的FBM卡件上，避免因卡件損壞而導致誤觸發(fā)跳機信號的情況。

以測試信號中有沒有符合射頻信號，在控制面板中添加一個BNC連接器。BNC連接器并不是做擺設作用，而是專門用來讀取以及能夠輸送射頻信號，避免了信號的干擾從而降低故障性停機率，增加BNC連接器如圖3所示。

圖3 BNC連接器

4 結(jié)語

經(jīng)過一些列的針對汽輪機、發(fā)電機的停機故障方案優(yōu)化實施，其理論性并不能檢驗在實際應用上的效果，所以本方案用于在陽江核電站處于大修期間進行了各方面的功能性以及全面性的測試。經(jīng)過方案的實施以及測試結(jié)果得出本方案是可以穩(wěn)定安全可持續(xù)性的讓核電站汽輪機、發(fā)電機不出現(xiàn)短暫性停機故障的。根據(jù)方案的驗證也能夠看出本方案可以通過安全運行的標準以及針對請輪機、發(fā)電機停機故障有效率。