秦山核电二期650MW 汽轮机组危急遮断系统（ETS）特点及优化

2013-12-23丁燃

机械工程师 2013年11期

丁燃

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司自动控制工程分公司，哈尔滨150090）

1 引言

秦山核电站二期工程是我国第一座自主设计、自主建造、自主运营、自主管理的65 万千瓦核电机组。其中1、2 号机的ETS 系统采用美国西屋公司生产的WDPF 电子产品，3、4 号机组则采用了西屋公司生产的新型产品OVATION 控制系统。其中的DEH、ETS、RTC、TSI 和TDM系统均由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司成套提供。

2 核电汽轮机ETS 系统的特点

（1）ETS 系统用以监视汽轮机的某些重要参数。当这些参数超过其运行限制值时，该系统能安全地关闭全部进汽阀门。

这些参数有：低润滑油压，低EH 油压，低真空，轴向位移大，DEH 超速，ETS 超速，绝对振动大，相对振动大，相对膨胀大，DEH 电源故障，手动停机，远控等跳闸。

（2）ETS 停机逻辑原理图如图1。在逻辑图中，ETS 通过4 个常开输出接点（PY49321，PY49322，PY49323 和PY49324）控制20-1/AST 到20-4/AST 电磁阀。只要跳闸复位（汽机挂闸/运行），该接点即带电（闭合）。该方式的系统可在ETS 失电时使跳闸继电器失电。当任一跳闸信号出现时，跳闸控制接点打开，使20-1/AST～20-4/AST 电磁阀失电并使自动跳闸总管压力跌落。当跳闸条件均清除后，按DEH 后备手操盘上的挂闸“LATCH”按钮或在ETS 控制画面上点击跳闸试验复位“跳闸试验复位”按钮才能使跳闸继电器带电。

图1 ETS 停机逻辑原理

（3）首出追忆功能。跳闸出现时，在ETS 操作画面中会显示哪个信号引起跳闸，其旁边与其对应的方块开始闪烁（红色）。操作员确认后闪烁停止。

（4）ETS 试验功能。ETS 的润滑油压低、真空低、抗燃油压低5 个跳闸试验块使用双通道逻辑。以润滑油压低跳闸试验块为例：使用4 个独立的压力开关（63-1/LBO 到63-4/LBO）的4 个接点作为输入信号。当每个通道中至少一个压力开关的输入显示其通道润滑油压低时，将2 个通道均跳闸。通道1 跳闸打开其对应的输出接点TLB0l 和TLB03；通道2 跳闸打开其对应的输出接点TLB02 和TLB04。汽机跳闸需要每个通道的输出接点至少打开一个。该跳闸逻辑使润滑油压低跳闸试验块可进行在线试验。因为该跳闸逻辑允许一次只能进行一个通道的试验，因此该逻辑在进行一个通道试验时不会引起跳闸。即使在试验中出现润滑油压低情况，也不影响其跳闸保护功能。真空低、抗燃油压低跳闸试验块功能等同于润滑油压低跳闸试验块。

ETS 试验应每个月进行一次，每次启动前也要做。ETS 试验是允许在线进行的，按照从通道1 到通道2 的顺序。在线试验时要遵守下列规程：（a）确保所有的报警信号已经清除，可以安全进行试验，可以在ETS 画面按“Reset Trip Test”按钮清除报警。（b）选择需要测试的通道，一次只能进行一个通道试验，必须在某一项试验已经复位后，才能开始新的试验。ETS 的操作画面如图2 所示。

图2 ETS 操作画面

图3 超速结构图

（5）同常规火电相比，核电汽轮机ETS 的跳闸条件中的电超速有其独特的结构特点：

ETS 系统本身自带测速卡件，无需经过TSI 系统引入跳闸条件。

电超速跳闸通道由3 个安装在盘车装置上的转速探头组成。如果转速超过跳闸设定值，经过中选后得到的转速信号将使机组跳闸。转速测量卡件从转速探头每秒接收88 个脉冲，频率范围设定为0～5000r/min。

ETS 超速跳机在功能上是与DEH 控制器超速跳机功能一致，其次，这套超速跳机功能的加入可以避免使用机械超速跳机装置。每个转速检测卡件与一个转速探头连接，每个通道的转速检测探头和电子卡件分别安装在3个I/O 分支上，这样减小了单点故障。这种配置方法提供了三路独立的、双冗余（DEH 也有超速保护）的方式安全地去跳机，并且增加了系统的安全可靠性。在这种配置方案中，冗余的DEH 控制器和ETS 控制器能够在断开的情况下，使汽轮机仍然能够受到超速保护，因为转速检测卡件能够独立于控制器工作。

西屋OVATION 转速检测卡的处理周期为5ms，使系统更安全。ETS 超速结构图如图3 所示。

（6）ETS 送AST 电磁阀端接线原理图如图4。

只有超速3 取2 动作后才能触发ETS7/ETS8/ETS9从而使ETS1/ETS2/ETS3/ETS4 失电，最终使4 个AST 电磁阀失电。