浅析三门核电汽轮机功率负荷不平衡保护 刘开
核电百万千瓦级汽轮发电机组不平衡振动分析及处理
汽轮发 电机组轴 系 由 ＃１ 低 压转子 、 ＃２ 低 压转子 、 ＃３ 低压转子 、 ＃４低压转子 、高压转子 、发 电机转子 、 励磁机转子 、６ 个刚性联轴器和 １ ３个轴承 （ 布置 在 ８个轴
承箱内） 组 成 ，如 图 １ 所 示 。其 中， ＃５轴 承 是 径 向一 止 推
汽 轮 机蒸 汽 流量 较 火 电站 大 ，汽 轮 机 尺 寸 大 ，轴 承 较 多 ，
３ 机 组 故 障 的诊 断 和 治 理
３ ． １转 子不 平衡 特性 分析
第１ 次启动振动超标后 ，对励磁机和发 电机转子进行
动 平 衡 。根 据 现 场 实 际 情 况 ， 分 别 在 励 磁 机 转 子 １ ２瓦
衡 。但是，转子系统灵敏度太高时 ，少量 的不平衡就能激 发较高的振动 ，此时一般需利用检修 机会处 理相关部件 ，
检 修 不便 时 也 可通 过 平衡 尽 可 能 减 小 激振 力 ，使 振 动 得 到
改 善
轴承 ，即径 向轴承与止推轴承合为一体 ；其余轴承均为径 向轴承。由于压水堆核电机组蒸汽参数较低 ，因此核 电站
化。
紧同 １ ３
板 与基 础 、轴 承箱 与 台板 『 日 】 的连 接 螺
栓 。使 其 紧 （ 占 １ 程 度 符合 标 准 。加 匝发 电 机 转 子 ＃ Ｉ ｌ 、 ＃１ ２
轴 承侧 ．尽 鞋将 不平 衡和 激振 力降 剑 最 小 ．具 体 处理 方 案 为 在发 电 机转 子 再ｌ ｌ轴 承 侧 加 试 匝 ． １ ８ ２ ｇ １ ８ ０ 。 。 ＃１ ２轴 低 发 对 轮 侧 配 重 降 低
作转速为 ３ Ｏ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。
２ ． ２ 不平 衡振 动 的特点
三门核电站汽轮机进汽阀液压执行机构的特点
紧急 跳机母 管 （ Ｓ 母管 ） 由于此 时Ａ Ｔ ＡＴ ， Ｓ 母管 已经
建立 油压 ，并且其 压力 大于Ｒ Ｖ卸油 阀活塞 右侧 Ｓ 的油压 ， 因此Ｒ Ｖ Ｓ 卸油管 线上 的逆 止 阀在Ａ Ｔ Ｓ 母管 油压 的作用 下保持关 闭 ，从 而确保Ｒ Ｖ Ｓ 卸油 阀活
个 排气 管嘴 。 当需 要 打开 阀 门时 ， 进气 管 嘴进气 ，
推 动活 塞并带 动 齿轮转 动 ， 阀 门打开 。 当需要 将 关 小 阀 门时 ．通 过排 气 管 嘴排 掉 一 部 分 驱 动气 体， 通过 弹簧 力将 阀门关小 。
Ｅ Ｈ油 量 ， 实现 进 汽 阀 的开启 和调 节 。Ｅ Ｈ系统 由 Ｅ Ｈ油供 应单元 （ 括Ｅ 包 Ｈ油箱组 件 、 Ｈ油 泵 、 化 Ｅ 净
三 门核 电站 Ａ １ ０ 机 组 的 汽轮 机 进 汽 阀控 Ｐ ００
制采 用液 压执行 机 构 ， 工作 介 质为 高压 危 急遮 其 断油 （ Ｈ油 ） Ｅ 。通过 电液 伺 服 阀把来 自汽 轮机 控
制 系 统 （ Ｃ） 电流 信 号 转 化 为 电液 伺 服 阀 中 ＭＴ 的
四通 滑 阀 的移 动 ． 而调 节 进入 进汽 阀 油动 机 的 从
执 行 机 构的合 理性 。
关键 词 ： 电厂 ； 核 汽轮 机 进 汽 阀 ； 压 执 行 机 构 液
１ 引言
发 电厂 中蒸 汽 、 、 和压缩空 气管道上 所用 油 水 的 阀 门 ， 执行 机构 不外 乎是 气 动 、 其 电动 和液 压 。 目前 气动 执行 机构 在工 业领 域有 着广 泛 的应 用 。 虽然气动执 行机构 种类很 多 ，但工 作原理 大致可 分 为单作用 和双作 用两类 。执行机 构 的开关 动作 都 通过气源 来驱 动 ， 称为双 作用 ； 作用是 指只有 单 开动作是气 源驱动 ， 而关 动作则通 过弹簧复位 。 双作用 执行 机构 有两个 管嘴Ａ和Ｂ 当压 缩空 ， 气从Ａ 管嘴进 入气动执行器 时 ， 气体推 动活塞直线 移动 ， 塞上 的齿 条带动旋 转轴上 的齿轮 转动 ， 活 从 而将 阀门打开 。 当阀门达 到一定开度 时 ， 压缩空气 从 管 嘴Ｂ 出。反之 ， 排 当压缩 空气从 Ｂ 嘴进 人气 管 动执行器 时 ， 气体 推动 活塞 向相 反方 向移 动 ， 并带 动齿轮 向相反方 向转动 ， 从而将 阀门关 闭。 单 作 用执 行 机 构 设 置 了 一个 进 气 管 嘴 和一
浅析发电厂汽机的运行问题和对策_2
浅析发电厂汽机的运行问题和对策发布时间：2022-05-09T04:42:23.487Z 来源：《新型城镇化》2022年9期作者：吴文博凌雁飞麻少刚王泉[导读] 汽机作为发电厂发电的重要设施之一，会直接影响到发电厂的电力生产质量与生产效率等，所以汽机的工作运行状态应该得到高度关注与重视，以保证发电厂正常的电力生产。
因此，在发电厂汽机运行中应该加强汽机设备的管理，有效降低汽机能源消耗，及时发现汽机存在的各种问题，并探究出可行性较强的解决策略，确保汽机的正常运行，为发电厂创造更多的经济效益。
华能渑池热电有限责任公司河南省三门峡市 472400摘要：汽机作为发电厂发电的重要设施之一，会直接影响到发电厂的电力生产质量与生产效率等，所以汽机的工作运行状态应该得到高度关注与重视，以保证发电厂正常的电力生产。
因此，在发电厂汽机运行中应该加强汽机设备的管理，有效降低汽机能源消耗，及时发现汽机存在的各种问题，并探究出可行性较强的解决策略，确保汽机的正常运行，为发电厂创造更多的经济效益。
关键词：发电厂汽机、运行问题、对策1发电厂汽机运行过程中存在的诸多问题 1.1振动过大的问题在电厂进行发电时，汽机在运行过程中往往会振动较为剧烈，工作人员在施工时控制起来较为困难，这是目前汽机在工作时普遍存在的一个问题。
导致汽机在工作时振动剧烈的因素较多，可能是在安装汽机时，基础零件安装的不牢固，也可能是，在工作时，由于高速的运转以及较高的温度影响，汽机的叶片出现了故障，另外若汽油机组的质量较差，里面含有杂质过多，也会导致汽机在运行过程中振动剧烈。
1.2汽动给水泵前置泵非驱动端温度超过允许范围汽泵前置泵非驱动端轴承温度的控制要求相对较高，然而由于汽机运行中往往运用循环模式，因此若发现汽泵前置泵非驱动端轴承温度不在规定的范围之内时，则应该制定一定的方案措施进行调整。
由于发电厂汽机的运行时间往往耗时较长，并且采取循环运行的方式，所以在对降温方式的选择时应该极其慎重。
浅析三门核电厂设备冷却水系统运行失效和处理措施
浅析三门核电厂设备冷却水系统运行失效和处理措施王文武【摘要】三门核电是全球首座三代核电技术AP1000核电厂,与传统成熟的压水堆核电厂技术最大不同是安全系统使用了“非能动”技术.设备冷却水系统(CCS)虽然不是安全相关,但作为纵深防御系统能够在事故情况下协助“非能动系统”更快更好地缓解和终止事故.在正常运行和停堆换料期间,CCS运行也是保证电厂发电或余热导出的关键环节.所以核电厂操纵员必须熟练掌握CCS系统运行,包括失效现象及处理措施,保证电厂安全运行.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2016(000)018【总页数】2页(P6-7)【关键词】CCS;失效现象;处理措施【作者】王文武【作者单位】三门核电有限公司,浙江三门317112【正文语种】中文众所周知，核电厂产生的热量中只有一部分用于发电，大部分热量被各种冷却水带走，例如电厂正常功率运行期间乏汽的热量在凝气器中被海水带走，停堆冷却第二阶段一回路冷却剂的热量通过余热排出热交换器（简称RNS）被设备冷却水系统（简称CCS）带走。
三门核电厂CCS系统主要是带走电厂衰变热和各种负荷设备产生的热量，将热量传递给最终热阱——大海（三门核电正常运行和停堆的最终热阱为大海，事故期间最终热阱为大气）。
按照设计，CCS系统可实现安全功能，纵深防御功能和非安全相关功能。
1.1 安全功能CCS系统三个安全壳电动隔离阀在收到安注信号（S信号）或主泵轴承水温度高2信号后会自动关闭，从而隔离CCS安全壳管线，防止安全壳内放射性物质释放到环境中。
1.2 纵深防御功能电站正常冷却期间向RNS供应冷却水，避免失去RNS余热排出能力而触发电站非能动热交换器（简称PRHR）；换料时通过RNS排出乏燃料余热，避免触发自动降压系统第四级（简称ADS 4）和安全壳内置换料水箱（简称IRWST）低压注射；向化学和容积控制系统（简称CVS）补水泵小流量循环供应设冷水，以避免RCS泄漏时失去CVS补水从而导致非能动堆芯冷却系统动作；向乏燃料冷却器供应冷却水，从而防止失去乏池冷却功能。
三门核电厂堆芯轴向功率分布的控制策略及异常分析
三门核电厂堆芯轴向功率分布的控制策略及异常分析发表时间：2020-04-14T07:17:55.623Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第1期作者：钱仲悠[导读] 予以评估分析并给出控制措施，为后续识别、预防和应对类似问题提供参考和借鉴。
三门核电有限公司浙江台州 317112摘要：压水堆核电机组堆芯轴向功率分布控制的有效性直接关系到机组运行的安全性和经济性。
三门核电是采用AP1000技术的第三代压水堆核电机组，其运行控制模式与传统压水堆存在较大的差异，这也给堆芯轴向功率分布控制带来了新的挑战。
本文介绍了AP1000机组机械补偿（MSHIM）运行策略下的轴向功率分布控制特点，同时结合三门核电实际运行过程中遇到的轴向功率分布控制异常问题，给出对应的原因分析和应对建议。
关键词：AP1000；轴向偏移；功率分布；MSHIM1.引言堆芯轴向功率分布是反应堆核设计及安全分析假设的输入条件，并与堆芯线功率密度直接相关，因此良好的堆芯轴向功率分布控制，是压水堆核电机组安全稳定运行的前提。
国际上不乏由于反应堆轴向堆芯功率分布异常而影响电站运行安全性与经济性的例子，据EPRI的统计结果，在2000至2004年间，国际范围内多个核电厂出现轴向功率分布异常案例。
本文介绍了AP1000核电机组堆芯功率分布控制的特点，同时结合三门1号机组首循环观察到的轴向功率分布异常现象，予以评估分析并给出控制措施，为后续识别、预防和应对类似问题提供参考和借鉴。
2.轴向功率分布简介2.1轴向功率分布表征压水堆中通常使用轴向偏移（Axial Offset，简称AO）来表征轴向功率分布不均匀的程度，轴向偏移（AO）定义为堆芯上半部与下半部功率的差与反应堆总功率之比（单位：%），即：其中，PT、PB分别为堆芯上、下部功率。
2.2轴向功率分布异常的定义反应堆在运行过程中，出现堆芯轴向功率分布的实测值与预测值之间偏差较大的情况（大于3%），称为轴向功率分布异常。
功率负荷不平衡保护分析与优化
线性 良好 ，证明 Ｐ Ｌ Ｕ保护正常动作 ，如图 １ 所示。
分故障切除时 ，避免机械功率 与电功率不平衡引起发电机
功角 过 大而 瞬 间使 机组 甩 负荷 ，同时 减 小 汽 轮 机 机 械 功 率 输 出 ，抑制 汽 轮机 转 速 飞升 ，以避 免 汽轮 机超 速 。 某 电厂 与 电 网属 于点 对 网关 系 ，即 电 厂 出 口通 过 双 回 线经约 ２ ０ ０ ｋ ｍ 的长 距 离输 电 线直 接输 送 至华 北 电网 ，若 其 Ｐ Ｌ Ｕ 保 护 动 作 逻 辑 如 图 ２所 示 ， 当 “ 中排 压 力 × ０ ． １ ２ 一 发 电机 功率 ×０ ． １ ５ ６ ￣４ ０”时 保 护 动作 ，逻 辑 中考
１ ８ １ ＭＷ ，中排压力为 ６ ４ ４ ． ７ ｋ Ｐ ａ 。经确认 ，控制系统 、逻 辑回路及高调 门控制 回路正常 ；中压缸排 汽压力 、发 电机 有功功率信号采集回路及逻辑处理 回路 、信 号传输 正确 。
随后 ，在 ＃２ 机 组上 以 ｌ ８ Ｍｗ／ ｍｉ ｎ的 速 率 做 ５ Ｏ ＭＷ 快 速 变 负荷 试 验 ，期 间 中压 缸排 汽 压 力 和 机 组 负 荷 趋 势 一致 ，
该电厂 ＃２ 机组采用 Ａ （ 、单阀方式运行。某 时刻 ，
机组 负 荷 为 ５ ９ ７ Ｍ Ｗ ，中排 压 力 为 ７ １ ９ ． ６ ｋ Ｐ ａ ，主 汽 压 力 为 １ ６ ． ２ ６ ＭＰ ａ ，汽轮 机 主控 指 令 为 ９ ８ ． ５ ，各 调 门 的 开 度 在 ３ ９ ． ６ Ｖ ｏ 左右 （ 因煤 质 差 ，正 常 情 况 下 机 组 额 定 负 荷 单 阀 方 式下 各 阀 门开 度 不 大 于 ３ ４ ，在 ３ ５ 以 上 进 入 阀 门 拐 点 区域 ） 。此 时 ，机 组 一 次调 频 动作 ，４ 个 高调 门开始 出现 摆
三门核电厂汽轮机一次调频功能优化方案
满 足 中国 国内 实 际需求 ， 因此 有 必要 对 三菱 重 工 提 供 的一 次调 频控 制方 案做本 地化 修改 。
１ １ 核 电汽轮 机一 次调频 控 制逻辑 ．
三菱重 工提 供 的核 电汽轮 机一 次调频控 制逻 辑 见图 １ 。分 析该 一次 调频 控制 逻 辑 ： 机组 并 网后 ， 汽 轮机 的一次 调频 功 能 自动全 程投 入 且 不 能切 除 ； 一 次调 频 逻辑 中无频 差 死 区设 置 、 调节 负 荷 上下 限 无
收 稿 日期 ： ０ １ １ — ５ ２ １－０２
２ 对 并 网机 组 一 次 调 频 功 能 的要 求
三 门核 电厂 属 于华 东 电 网管 辖 范 围 ， 据 ２ １ 根 ０１ 年 版华 东 电 网 的并 网运 行 管 理实 施 细则 ， 东 电 网 华 目前 并没 有要 求 网 内的核能 发 电机 组参 与 电网一 次
三菱重 工 提供 的核 电汽轮 机一 次调频 函数 曲线
如 图 ２所 示 ， 中 Ａ 其 ｎ为 一 次 调 频 转 速 调 节 范 围 ， △ 为一次 调频 负荷调 节 范 围。 Ｎ
菱 重 工 提供 汽 轮机 的控 制 策 略和 参数 ， 屋 公 司 负 西 责汽 轮机控 制 系统 的设计 和实 现 。 三菱 重工 目前 提供 的核 电汽 轮机一 次调 频控 制 逻辑 和参数 设 置 ， 都还 只是 根 据 日本 国 内 自身 的 情 况来 设 计 的 ， 致 其 提供 的一 次调 频 控 制方 案 并 不 导
２１ ０ １年 １ ２月
Ｄｅ ．２ １ ｃ ０ １
第３ ９卷 第 ６ （ 第 ２ ７期 ） 期 总 １
汽轮机保护和脱扣系统的优化与改造
汽轮机保护和脱扣系统的优化与改造刘林【摘要】针对秦山二厂3、4号机组汽轮机保护和脱扣系统中存在的一些问题,本文分析了相应的解决方案及优化与改造前后的影响,探讨了如何从技术手段提高核电汽轮机组的安全性和可靠性.【期刊名称】《仪器仪表用户》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】4页(P71-73,82)【关键词】汽轮机;电气超速;脱扣【作者】刘林【作者单位】中核核电运行管理有限公司,浙江海盐 314300【正文语种】中文【中图分类】T汽机保护和脱扣系统的功能是当汽轮机发生任何预定的机械故障或发变组出现故障时，为汽轮机提供安全停机的手段，防止事故发生、扩大和设备损坏。
因此，脱扣装置至关重要，既要防止误动，又要防止拒动。
1 汽轮机保护和脱扣系统概况汽轮机保护包括甩全负荷保护、甩部分负荷保护、超速保护。
脱扣由汽机自动保护装置（ETS）实现。
汽机共有18个阀门，其中2个主汽阀、4个主调阀、6个再热主汽阀和6个再热截止阀。
汽机脱扣是使这18个阀门全部关闭。
1）甩全负荷保护：当由于电力系统故障导致汽轮发电机跳闸或电网解列仅带厂用电运行时，DEH系统能立即关闭主调阀和再热截止阀，并在延迟一段时间后，再自动将主调阀和再热截止阀重新开启，维持汽轮机在额定转速下空转（或带厂用电运行）；2）甩部分负荷保护：当由于电气故障引起汽轮发电机功率突降，从而使汽轮机实发功率与发电机功率不匹配时，DEH系统能立即关闭再热截止阀（然后开启）；3）超速保护：当汽轮机转速超过额定转速的103%时，DEH系统能作用于快关阀门回路；当转速达到额定转速的110%时，DEH系统能发出指令，关闭主汽门和调节汽门，防止进一步超速。
汽机自动保护装置（ETS）用以监视汽轮机的某些参数，当这些参数超过其运行限制值时，该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门，紧急停机。
这些参数是：远方手动停机、汽机的转速超过动作转速、真空低于极限值、润滑油压下降超过极限值、转子轴向位移超过极限、汽机差胀超过极限值、推力瓦温度超过极限值、汽机轴振动达到危险值、轴承润滑油压力低保护、抗燃油压过低、发电机保护、DEH故障信号、反应堆的信号。
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浅析三门核电汽轮机功率负荷不平衡保护刘开
摘要：三门核电汽轮机作为电厂最重要的设备之一，需要配置保护保证其安全
可靠运行。
OPC（超速保护控制）保护就是其中重要的一个，三门核电OPC保护
由机组甩负荷保护逻辑、功率负荷不平衡保护逻辑和转速保护逻辑构成，本文主
要对功率负荷不平衡保护逻辑和元件进行分析，研究这种保护的优缺点。
关键字：汽轮机 OPC 功率负荷不平衡
0引言
功率负荷不平衡保护是通过检测汽轮机功率与发电机功率的不平衡程度，同
时检测实时的转速信号，若满足逻辑条件，会动作汽轮机调阀，将机组稳定。
传
统的功率负荷不平衡保护一般使用发电机有功功率变送器作为发电机功率输入信号，由于有功功率变送器本身的问题，会造成保护误动作或者响应时间过长。
三
门核电使用了三菱JE126451作为功率负荷不平衡保护电气量输入，在PLS（电厂
控制系统）进行数据换算后，与汽轮机功率作比较，经过逻辑运算后再进行保护
输出。
1概要
1.1 OPC保护介绍
三门核电OPC保护逻辑图如下：
2.2变送器分析：
采用传统发电机有功功率变送器的不足：
抗电磁电磁干扰能力差，在一定的电磁干扰下，会造成变送器输出突变，导致采用的当
前实际功率误差较大，严重时还会造成误动作。
暂态性能差，变送器的响应时间在200ms左右，在功率会出现较大波动时，变送器无法
正确判断当前实际功率，同时由于响应时间较长，会造成OPC动作时间慢，容易对设备造成
损伤。
缺少二次回路断线判断和闭锁逻辑，在发生断线时会造成信号失真。
采用新型变送器的优点
该电流变送器不需要外加电源，由输入电流直接转换为输出电压，不经过其他环节，同
时变送器外壳采用抗电磁干扰较好的材料，抗干扰和电磁干扰性能较好。
采用输入电流/输出电压方式，由输入电流直接转换为输出电压，响应时间短。
采用新型变送器的缺点
缺少CT短线闭锁逻辑，发生两组及以上CT断线时，由于输入电流为零，满足三取二逻辑，系统会错误判断发电机功率将为零，导致OPC保护误动作。
结合本厂OPC保护逻辑，无论厂内厂外故障造成发电机功率无法送出时，OPC保护都能
快速正确的动作，将系统稳定下来。
实现了专门的零功率保护的功能，但是在厂外故障时，OPC保护不能自动将机组转为孤岛运行模式，需要运行人员手动分开主变高压侧开关。
结论
通过分析，功率负荷不平衡逻辑能够保护厂内和厂外因功率波动造成的超速故障，同时
使用了三菱JE126451的新型变送器，较使用传统功率变送器的保护更加可靠，响应时间更短，能够更好的保护设备安全。
参考文献:
[1]朱亚清，李峰，等.600MW超临界机组OPC误动原因分析及对策研究 [J]. 电力技术，2010.19（13-14）：67-68
[2]乔永成，寇海荣，王云辉，等. 发电机零功率保护[J]. 电力自动化设备，2011,31（5）：148-151.。