基于HoneywellEPKS系統(tǒng)的核電汽輪機(jī)甩負(fù)荷仿真研究.pdf

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1、基于HoneywellEPKs系統(tǒng)的核電汽輪機(jī)甩負(fù)荷仿真研究楊光基于HoneywellEPKS系統(tǒng)的核電汽輪機(jī)甩負(fù)荷仿真研究楊光(霍尼韋爾(中國)高科技有限公司重慶北部新區(qū)，401121)摘要：核電大功率汽輪發(fā)電機(jī)組的超速保護(hù)控制(OverspeedProtectionControl，OPC)承擔(dān)確保機(jī)組在甩負(fù)荷事故發(fā)生后，遏止轉(zhuǎn)速上升，迅速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速并防止緊急跳機(jī)系統(tǒng)(EmergencyTripSystem，ETS)動(dòng)作，避免汽輪機(jī)停機(jī)的任務(wù)。文章使用Honeywell公司的EPKS系統(tǒng)建立了三菱核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)(MainTurbineControlSystem，MTC)和汽輪

2、機(jī)的數(shù)學(xué)模型，通過仿真試驗(yàn)證明了三菱核電汽輪機(jī)的OPC功能滿足甩負(fù)荷試驗(yàn)的要求。關(guān)鍵詞：核電汽輪機(jī)；甩負(fù)荷；超速保護(hù)控制；功率負(fù)荷不平衡；HoneywellEPKS系統(tǒng)Abstract：OverspeedProtectionControl(OPC)isadoptedinnuclearpowerlargeturbine—generatortoensurethatduringloadre-jectionaccidentturbinespeedwillbeforcedtoreturntoratedspeedquicklyandEmergencyTripSystem(ETS)willno

3、tbetriggered．MainTurbineControlSystemandMitsubishinuclearpowerturbinemathematicalmodelarebuiltbyHoneywellEPKSsystem．Sim—ulationresultsshowsOPCfunctioniscorrectandsatisfyloadrejectionrequirement．Keywords：Nuclearpowerturbine；Loadrejection；Overspeedprotectioncontrol(OPC)；Power-loadunbalance；Hone

4、ywellEPKSsystem中圖分類號(hào)：TM933．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-9227(2014)04—0038—030概述動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，來控制汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率。甩負(fù)荷是指汽輪發(fā)電機(jī)突然卸掉全部負(fù)荷或者部分負(fù)荷的MTC的具體功能包括升速控制、閥門切換控制、關(guān)閉所有閥一種事故現(xiàn)象。汽輪發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷主要有以下兩種類型：(1)門、功率調(diào)節(jié)器控制、功率調(diào)節(jié)器自動(dòng)跟蹤、負(fù)荷限制器控因供電輸變線路突然跳閘使機(jī)組負(fù)荷無法正常輸出；(2)發(fā)電機(jī)制、超速保護(hù)控制(OPC)、自動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)和快速減負(fù)荷控制。保護(hù)動(dòng)作使發(fā)電機(jī)出口斷路器斷開。甩負(fù)荷事故發(fā)生后，因?yàn)槠啺l(fā)電機(jī)組

5、的負(fù)荷驟降，汽輪機(jī)調(diào)閥開度不變，輸出功率遠(yuǎn)2OPC邏輯分析大于負(fù)荷，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速驟升，如果不能迅速遏制轉(zhuǎn)速上升，可MTC的超速保護(hù)控制與常見火電汽輪機(jī)OPC功能基本原能觸發(fā)緊急跳機(jī)系統(tǒng)(ETS)動(dòng)作，導(dǎo)致汽輪機(jī)停機(jī)。因此，理相同，都是通過打開OPC電磁閥，切斷油動(dòng)機(jī)供油回路，汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)配置超速保護(hù)控制功能快速全關(guān)GV和ICV，快速減小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速。OPC通過功率負(fù)(OPC)在甩負(fù)荷事故發(fā)生后，立刻快關(guān)汽輪機(jī)調(diào)閥，降低汽荷不平衡(PowerLoadUnbalance，PLU)回路來判斷汽輪機(jī)輪機(jī)轉(zhuǎn)速，并迅速將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速。工況是否需要觸發(fā)OPC功能。功率負(fù)荷

6、不平衡就是計(jì)算汽輪OPC是DEH的重要組成部分，用以確保汽輪機(jī)及其調(diào)速機(jī)輸出功率(低壓缸入口壓力)和發(fā)電機(jī)負(fù)荷(發(fā)電機(jī)電流)系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。OPC功能的基本思路是當(dāng)汽之間的差值。用于OPC動(dòng)作計(jì)算的三項(xiàng)參數(shù)包括3個(gè)轉(zhuǎn)速信輪機(jī)轉(zhuǎn)速超過規(guī)定值時(shí)，通過切斷油動(dòng)機(jī)供油回路暫時(shí)關(guān)閉高號(hào)、3個(gè)低壓缸入口蒸汽壓力信號(hào)，發(fā)電機(jī)三相相電流信號(hào)。壓調(diào)節(jié)閥和再熱調(diào)節(jié)閥，減少汽輪機(jī)進(jìn)汽量，快速降低汽輪機(jī)這9個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成百分比形式用于OPC計(jì)算。OPC由3個(gè)邏輯轉(zhuǎn)速，避免轉(zhuǎn)速達(dá)到ETS設(shè)定值而導(dǎo)致汽輪機(jī)停機(jī)j?；芈方M成，每個(gè)邏輯回路包括1個(gè)PLU回路，每個(gè)邏輯回路有1個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)、1個(gè)低壓缸入口

7、蒸汽壓力信號(hào)和1個(gè)相電流信1三菱核電汽輪機(jī)及控制系統(tǒng)簡介號(hào)。OPC動(dòng)作邏輯如下圖所示：本文研究分析的是三菱重工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的單軸、四缸六排汽反動(dòng)凝汽式半速核電汽輪機(jī)(以下簡稱三菱核電汽輪機(jī))。該型汽輪機(jī)額定輸出功率為1250MW，額定轉(zhuǎn)速為1500rpm，進(jìn)汽壓力為553MPa，進(jìn)汽溫度為270．3qC，由一個(gè)高壓缸與三個(gè)低壓缸組成。其中，高壓缸上裝備有2個(gè)主蒸汽瑚口閥(MSV)和2個(gè)高壓缸調(diào)閥(GV)；每個(gè)低壓缸上裝備有2個(gè)再熱蒸汽閥(RSV)和2個(gè)再熱調(diào)閥(ICY)。三菱核