常規(guī)島是指核電裝置中汽輪發(fā)電機(jī)組及其配套設(shè)施和它們所在廠房的總稱。常規(guī)島的主要功能是將核島產(chǎn)生的蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)的機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能。接下來小編簡(jiǎn)單介紹一篇優(yōu)秀常規(guī)島論文。

　　【摘 要】本文的目的在于研究在喪失常規(guī)島儀表控制用壓縮空氣的情況下各重要系統(tǒng)的響應(yīng)，得出該工況對(duì)一回路、二回路、BOP系統(tǒng)的影響和風(fēng)險(xiǎn)，最終讓核電廠主控操縱員能夠采取最有效且可行的操作方法和操作順序來控制核電機(jī)組的狀態(tài)。操縱員能通過專門針對(duì)此工況的規(guī)程使得汽輪機(jī)在停運(yùn)的過程中：首先能夠盡量緩解一回路的瞬態(tài);其次保證汽輪機(jī)、凝汽器、低壓缸爆破膜、輔助冷卻泵、主給水泵、凝結(jié)水泵等重要設(shè)備能夠安全停運(yùn)。

　　【關(guān)鍵詞】常規(guī)島;儀用壓空;喪失;控制

　　1 問題的提出

　　在昌江核電廠的參考電站秦山二期1號(hào)機(jī)組曾經(jīng)發(fā)生過當(dāng)1號(hào)機(jī)組滿功率運(yùn)行時(shí)，工作人員在解除臨時(shí)電源TSD時(shí)，不慎將該臨時(shí)電纜牽扯到1SAP067VA(常規(guī)島儀表控制用壓縮空氣總閥)的本體控制閥，導(dǎo)致1SAP067VA本體控制閥關(guān)閉。在12：41分左右，1SAP067VA由于喪失控制壓空后完全關(guān)閉，常規(guī)島儀表控制用壓縮空氣壓力開始下降。13：00左右，運(yùn)行人員成功找到關(guān)閉原因，開啟了旁路閥，恢復(fù)了常規(guī)島儀表控制用供氣壓力，避免了氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作而導(dǎo)致的停機(jī)停堆事件地發(fā)生，從而挽救了機(jī)組。此次事件常規(guī)島壓空壓力最低下降至0.69MPa(執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該至少保證0.5MPa以上的控制氣源壓力)。所以通過該事件的分析，對(duì)昌江核電廠今后的設(shè)計(jì)和運(yùn)行都有借鑒意義。

　　2 昌江核電廠1號(hào)機(jī)組SAR系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

　　儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)的功能是為核電站各廠房的氣動(dòng)控制裝置提供所需的儀表和控制用壓縮空氣。在正常工況下，儀表用壓縮空氣是靠位于ZC(空氣壓縮機(jī)廠房)廠房?jī)?nèi)的主空氣壓縮機(jī)提供的，而后通過位于核島電氣廠房?jī)?nèi)的干燥過濾器進(jìn)行處理。在四臺(tái)主壓縮機(jī)均發(fā)生故障時(shí)，由位于核島電氣廠房?jī)?nèi)的應(yīng)急空壓機(jī)提供氣源。儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)包括三個(gè)子系統(tǒng)：

　　●核島子系統(tǒng)：

　　直接由SAP系統(tǒng)供氣。每堆有一個(gè)供氣管網(wǎng)。兩堆在核輔助廠房中的公用設(shè)施由一個(gè)管網(wǎng)供氣。

　　●常規(guī)島子系統(tǒng)：

　　直接由SAP系統(tǒng)供氣。在空氣壓力下降時(shí)，為保證核島用氣，在管路上設(shè)有一只背壓控制閥(SAP067VA)用于限制核島回路中氣體壓力的降低。本子系統(tǒng)在每座常規(guī)島廠房中分為兩個(gè)供氣管網(wǎng)：一個(gè)供氣管網(wǎng)采取總環(huán)管的形式，其支管通向汽機(jī)廠房?jī)?nèi)重要用氣場(chǎng)所的分配支管;另一個(gè)管網(wǎng)向汽輪機(jī)蒸汽旁路閥區(qū)供氣。

　　●BOP子系統(tǒng)：

　　由常規(guī)島SAR系統(tǒng)供氣，管網(wǎng)直接向BOP的不同用氣點(diǎn)供氣。

　　常規(guī)島進(jìn)氣管網(wǎng)上配有兩個(gè)儲(chǔ)氣緩沖罐(1SAR101BA和1SAR102BA)，由上游的1SAP067VA供氣。通過兩個(gè)逆止閥向下游管網(wǎng)供氣。該管網(wǎng)的一個(gè)分支向另一個(gè)小儲(chǔ)氣罐供氣(1SAR103BA)，該罐通過一個(gè)逆止閥向常規(guī)島蒸汽旁排系統(tǒng)獨(dú)立供氣。供氣管網(wǎng)的另一個(gè)分支向1SAR104BA供氣，該罐的用戶是汽機(jī)抽氣逆止閥。配備的貯氣罐，用以補(bǔ)償在瞬態(tài)運(yùn)行中的壓力變化，每臺(tái)貯氣罐的上游管路上都安裝有止回閥，以便在上游回路壓力降低時(shí)把管道隔離，因而即使發(fā)生有限的壓力下降，緩沖罐仍將滿足控制裝置的用氣要求，持續(xù)的時(shí)間隨用戶而變化。常規(guī)島正常的耗氣流量為350m3/h STP，最大耗氣流量為480m3/h STP，由于1號(hào)機(jī)常規(guī)島壓空正常運(yùn)行時(shí)也給BOP子系統(tǒng)供氣，而BOP子系統(tǒng)的耗氣量為150m3/h STP，因此正常工況下1號(hào)常規(guī)島的壓縮空氣耗氣量為500m3/h STP。儀表用壓縮空氣分配系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)為：最高壓力：1.0MPa;最低壓力：0.68MPa;最高溫度：50℃;壓力露點(diǎn)：-20℃。

　　該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，主空壓站的四臺(tái)空壓機(jī)中的一臺(tái)連續(xù)運(yùn)行，另一臺(tái)間歇運(yùn)行，以保證SAT、SAR 系統(tǒng)的正常供氣。供氣管網(wǎng)的壓力變化范圍是0.9MPa到1.0MPa，其中從汽輪機(jī)廠房來的BOP 管網(wǎng)的壓力變化范圍是0.78MPa到1.0MPa。故障情況下，如果其中一臺(tái)機(jī)組的SAP 貯氣罐002BA 的壓力降到0.68MPa表壓時(shí)，第一臺(tái)應(yīng)急壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，降到0.66MPa表壓時(shí)，第二臺(tái)應(yīng)急壓縮機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)干燥器。如果該表壓值低于0.58MPa時(shí)，為優(yōu)先保證核島用氣，向常規(guī)島和BOP供氣的管路將被自動(dòng)切斷， 同時(shí)在主控室報(bào)警。若BOP 回路中壓力下降，則在PX 泵房、除鹽水廠房YA、輔助鍋爐房VA 等BOP 子項(xiàng)內(nèi)可由緩沖罐暫時(shí)維持其工作壓力。

　　3 喪失壓空后各系統(tǒng)響應(yīng)分析

　　通過事件分析發(fā)現(xiàn)常規(guī)島整體喪失壓空的可能性還是存在的，而且核電廠并沒有針對(duì)這種故障的應(yīng)對(duì)規(guī)程，所以有必要對(duì)常規(guī)島整體喪失壓空的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)作分析，以提供在一旦出現(xiàn)這種故障后的機(jī)組狀態(tài)控制方法。在常規(guī)島儀表控制用壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，往往也沒有核島那樣嚴(yán)謹(jǐn)保守。當(dāng)前的設(shè)計(jì)是，一旦常規(guī)島儀用壓空喪失，僅SAR201MP能夠觸發(fā)紅報(bào)1SAR700AA(常規(guī)島儀表控制用壓縮空氣壓力低)，而且其報(bào)警壓力值僅0.5MPa。一般情況下，氣動(dòng)閥門的控制氣源壓力在0.6MPa以上尚可維持其功能，但是一旦下降至0.5MPa，閥門的狀態(tài)會(huì)向其安全狀態(tài)轉(zhuǎn)換。若不采取緊急措施，后果會(huì)比較嚴(yán)重。該報(bào)警設(shè)置的太低，留給主控操縱員排查故障的時(shí)間明顯不足。下面就常規(guī)島儀用控制用壓空供氣的用戶，根據(jù)其重要程度逐步分析，而且假定該執(zhí)行機(jī)構(gòu)一旦喪失壓空就保持在安全位置，氣動(dòng)閥的安全位置分為開、關(guān)、保位三種狀態(tài)。

　　按照昌江核電廠1號(hào)常規(guī)島的設(shè)計(jì)，儀用壓空供氣的重要用戶主要有：兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器給水調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水系統(tǒng)、高壓加熱系統(tǒng)和低壓加熱器抽氣疏水系統(tǒng)、蒸汽旁路排放系統(tǒng)、汽水分離再熱器系統(tǒng)、常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、汽機(jī)本體疏水系統(tǒng)、主蒸汽管路疏水、蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)、汽機(jī)軸封系統(tǒng)、主給水泵系統(tǒng)、輔助鍋爐系統(tǒng)、除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)、蒸汽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。

　　常規(guī)島一旦喪失壓空，SG的四個(gè)給水調(diào)節(jié)閥會(huì)完全關(guān)閉(2004年秦山二期1號(hào)機(jī)組的ARE031VL壓空斷裂事件導(dǎo)致該閥完全關(guān)閉)，兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器主給水流量瞬間喪失，給水流量小于蒸汽流量，從而觸發(fā)SG汽水失配+SG水位低信號(hào)，由該信號(hào)產(chǎn)生緊急停堆信號(hào)導(dǎo)致控制棒落下反應(yīng)堆停閉，緊急停堆信號(hào)觸發(fā)后引發(fā)汽機(jī)緊急停機(jī)。

　　汽機(jī)停機(jī)期間，由于循環(huán)水系統(tǒng)虹吸破壞閥失氣開啟，循泵跳閘邏輯導(dǎo)致兩臺(tái)循泵自動(dòng)跳閘且無法啟動(dòng)。常規(guī)島輔助冷卻水系統(tǒng)無法從循環(huán)水泵吸水，導(dǎo)致輔助冷卻水泵出口壓力低信號(hào)觸發(fā)備用泵自動(dòng)啟動(dòng)又沒有入口壓力低緊急停運(yùn)信號(hào)，若不及時(shí)干預(yù)，輔助冷卻水三臺(tái)泵會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象而損壞。輔助冷卻水系統(tǒng)失去后常規(guī)島閉式冷卻水失去冷源，常規(guī)島三回路整體溫度在事故初期不可控上升。

　　高低加疏水排氣和汽水分離器正常疏水閥關(guān)閉，緊急疏水閥自動(dòng)開啟全部排往凝汽器，凝汽器瞬間接受大量的高溫高壓疏水。但是由于循環(huán)水泵停運(yùn)，熱量無法帶出，凝汽器內(nèi)真空迅速上升，低壓缸爆破膜有可能會(huì)被頂開。在秦山二期1號(hào)機(jī)組已有低壓缸爆破膜因緊急停機(jī)被頂開的先例。

　　蒸汽旁排系統(tǒng)通向凝汽器的12個(gè)閥門失氣關(guān)閉，無法對(duì)反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻。瞬態(tài)期間反應(yīng)堆的冷卻主要依靠GCT-A(排大氣)進(jìn)行。主控操縱員可提前用相關(guān)開關(guān)手動(dòng)閉鎖GCT-C(排凝汽器)旁路功能，讓反應(yīng)堆能夠快速停堆，防止壓空氣源不穩(wěn)定造成反應(yīng)堆過度冷卻和凝汽器鈦管沖擊損壞。

　　閉式冷卻水系統(tǒng)熱交換器旁路閥保持原開度，溫控閥全開，閉式冷卻水流量增加，由于失去冷卻溫度也不可控增加，增加的幅度隨氣溫而定，冬天可堅(jiān)持較長(zhǎng)時(shí)間。失氣后SRI081VD全開，汽機(jī)潤(rùn)滑油溫?zé)o法自動(dòng)控制，需要現(xiàn)場(chǎng)人員通過手動(dòng)閥控制。閉式冷卻水補(bǔ)水閥失氣開啟，SRI001BA(閉式冷卻水系統(tǒng)波動(dòng)水箱)可能會(huì)滿溢，但考慮到后續(xù)可能要補(bǔ)泄冷卻，可暫時(shí)不理會(huì)。后續(xù)急需要冷卻的話，可以讓現(xiàn)場(chǎng)開啟部分閉式冷卻水管道輸水閥進(jìn)行疏水，通過補(bǔ)泄的方式提供必要的冷卻，但是一定要控制好波動(dòng)箱液位防止閉式冷卻水泵氣蝕(波動(dòng)箱液位低無自動(dòng)跳泵信號(hào))。

　　凝結(jié)水系統(tǒng)兩個(gè)去除氧器的調(diào)節(jié)閥在喪失壓空后保持原位無法進(jìn)行控制，而且此時(shí)還保持著滿功率下的大開度。在除氧器不再向SG供水的情況下，除氧器水位會(huì)不可控上升，主控操縱員應(yīng)該及時(shí)關(guān)注除氧器水位，盡早關(guān)閉上游電動(dòng)隔離閥控制好水位。后續(xù)控制除氧器水位，可用間斷開啟旁路電動(dòng)閥的方式進(jìn)行。一定要防止除氧器溢流閥因除氧器液位高而自動(dòng)開啟，以避免大量高溫除氧水直接流入凝汽器造成背包損壞。機(jī)組瞬態(tài)初期，由于凝汽器和低壓缸溫度較高，減溫水、水幕保護(hù)、噴淋水氣動(dòng)閥失氣打開，大量冷卻水的投入可能會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)水備用泵的自動(dòng)啟動(dòng)。凝結(jié)水泵小流量閥由于具有保位功能，可能會(huì)由于喪失壓空而無法開啟，凝結(jié)水泵失去小流量保護(hù)，軸封冷卻器失去正常冷卻，凝泵小流量只能通過噴淋水的流量實(shí)現(xiàn)。操縱員應(yīng)立即手動(dòng)停運(yùn)一臺(tái)凝結(jié)水泵。派現(xiàn)場(chǎng)操縱員開啟小流量旁路閥進(jìn)行控制。同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視凝結(jié)水泵的運(yùn)行情況。凝汽器失去補(bǔ)水功能，關(guān)注凝汽器水位，不過停機(jī)后凝汽器一般運(yùn)行在較高水位。

　　閱讀期刊：《儀器儀表學(xué)報(bào)》

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