AP1000核电机组非核蒸汽冲转魏冬冬

AP1000核电机组非核蒸汽冲转魏冬冬

魏冬冬

（三门核电有限公司浙江三门317112）

摘要：本文阐述讨论了AP1000核电机组非核蒸汽冲转的目的和初始条件，并对非核蒸汽冲转的试验过程、试验结果及发现的主要问题进行了分析研究。

关键词：AP1000；非核蒸汽；首次冲转

InitialstartupofAP1000NuclearUnitwithNon-nuclearsteam

WeiDongdong

（SanmenNuclearPowerCompany，Ltd，SanmenZhejiang，317112）

Abstract：ThispaperexpatiatedanddiscussedthatthemainpurposeandinitialconditionsofinitialstatupofAP1000nuclearunit.Thispaperalsoanalyzedthetestprocedure，resultandmainissue.

Keywords：AP1000，non-nuclearsteam，initialstatup

1前言

2016年11月13日，AP1000机组（三门核电1号机组）汽轮发电机组采用非核蒸汽首次冲转至额定转速（1500rpm）。非核蒸汽冲转是利用主泵和电加热器产生的热量在蒸汽发生器二次侧产生蒸汽冲转汽轮发电机组，直至达到额定转速并维持一定时间。

2非核蒸汽冲转的目的

非核蒸汽冲转试验作为热态功能试验期间最重要的大型综合性试验项目之一，是核电厂调试过程中的里程碑，也是首次一、二回路联合运行。汽轮机非核蒸汽冲转试验不仅可以验证机组的设计、制造、安装质量，也能够验证汽轮机控制和保护系统中转速相关控制、联锁和保护动作正确，提早暴露和发现问题并及时采取纠正措施，为装料后的首次并网奠定基础。

3非核蒸汽冲转试验初始条件

非核蒸汽冲转试验在热态功能试验末期、一回路钝化运行结束后实施。试验前电厂处于稳定的NOT/NOP运行工况，即RCS平均温度291.7℃，稳压器压力15.41MPa.g，4台主泵以100%转速运转，全部稳压器电加热器手动投运，以向一回路提供能量输入。为使一回路有足够水装量和储热，避免试验过程中因反应堆冷却剂冷却收缩而排空稳压器，试验前需将稳压器水位提升至窄量程液位90%。此外，为减小一回路的热量损失，一回路停止补水和下泄。

为保证汽机冲转的蒸汽需求，蒸汽发生器二次侧同样需要储存足够的饱和水装量，因此，试验前需将SG的初始液位提升至窄量程液位80%，该液位是蒸汽发生器能够正常运行的最高限值，既可保证液位低于蒸发器的汽水分离器，也略低于SG液位高-3（82%）的保护定值。汽机旁排系统工作在压力控制模式下，维持主蒸汽压力7.53Mpa.g稳定，从而维持RCS平均温度291.7℃。此外，为减小二回路的热量损失，蒸汽发生器排污隔离。

4非核蒸汽冲转的试验过程

本次试验共三个转速平台，共进行4次汽轮机冲转，具体过程如下：

第一次冲转目标为400rpm转速平台。主控室操纵员选择目标转速200rpm和升速率50rpm/min。汽轮机转速稳定在200rpm后操纵员选择“关闭所有阀门”进行摩擦检查（通过监测汽轮机的摩擦声来确定汽轮机转子是否和汽轮机外缸发生摩擦）。摩擦检查完成后选择目标转速400rpm和升速率50rpm/min。汽轮机到达400rpm转速平台低速暖机40min以减小由于转子内部和表面温差造成的热应力，此时对润滑油系统主油泵入口压力进行调整，然后就地打闸停机。

第二次冲转目标为1060rpm转速平台。主控室操纵员选择目标转速400rpm和升速率50rpm/min。汽轮机到达400rpm转速平台低速暖机5min，选择目标转速1060rpm和升速率75rpm/min，转速升至777rpm时，Runback（快速降负荷）信号触发导致汽轮机跳机，第二次冲转结束。

第三次冲转目标仍为1060rpm转速平台。主控室操纵员选择目标转速400rpm和升速率50rpm/min。汽轮机到达400rpm转速平台低速暖机5min，选择目标转速1060rpm和升速率75rpm/min，1060转速平台中速暖机60min。中速暖机结束后远程跳机。

第四次冲转目标为1500rpm转速平台。主控室操纵员选择目标转速400rpm和升速率75rpm/min，汽轮机到达400rpm转速平台低速暖机5min。选择目标转速1060rpm和升速率75rpm/min，在1060转速平台中速暖机5min。选择目标转速1500rpm和升速率75rpm/min。在此转速平台下，执行就地机械超速注油试验（两次）、远程机械超速注油试验、阀门切换试验、转速调节试验、OPC超速保护试验、AutoBalance试验、PMS跳机、DAS跳机。DAS跳机后汽轮机惰转。

本次试验的升速率由MSV（主汽阀）控制流入汽轮机高压缸的蒸汽量来控制。MSV有先导阀，可以提供更好的精度和可控性。升速过程中避免在临界转速转速区停留。在额定转速时，执行阀门切换，自动从MSV控制向GV（主调阀）控制切换，GV逐步关小至全关，MSV随后逐步开大至全开。

该试验10：26开始第一次冲转，10：50升速至400rpm转速平台，而后就地打闸跳机。13：43开始第2次冲转，转速升至777rpm时，Runback信号触发导致汽轮机跳机，试验中止。在查明原因并强制信号后，16：21进行第三次冲转，16：44到达1060rpm转速平台，而后远方跳机。20：07开始第四次冲转，20：35到达1500rpm转速平台，21：23DAS跳机，23：22盘车投入，惰转时间1h59min，维持在1500rpm转速平台有效时间约40分钟，详情见图1。

图1非核蒸汽冲转试验冲转时间详情

5非核冲转试验结果分析

本次试验中，严格监测一回路重要参数和汽轮发电机运行限值，均未超限。第一次冲转期间的摩擦检查未发现异常。盘车电机正常投运和退出，转速超过100rpm时盘车喷油电磁阀失电关，转速低于100rpm时盘车喷油电磁阀得电开。在转速超过600rpm后，顶轴油泵停运，转子偏心信号退出，低压缸喷淋阀自动开启，冷油器出口温度设定值由30℃自动变更为40℃；在转速低于600rpm后，顶轴油泵启动，转子偏心信号投用，低压缸喷淋阀关闭，冷油器出口温度设定值由40℃自动变更为30℃。主油泵与交流润滑油泵和控制油泵的切换同样正常。

汽轮机转速控制系统和保护装置动作均正常，就地机械超速注油试验（两次）、远程机械超速注油试验、阀门切换试验、转速调节试验、OPC超速保护试验、AutoBalance试验、PMS跳机、DAS跳机均试验成功。

本次试验中，严格监测一回路重要参数和汽轮发电机运行限值，均未超限，润滑油压力和温度、轴承温度、轴向位移、缸体温度、差胀等主要检测参数正常。各轴承及其油挡、汽封、动静叶片以及动静部件间无摩擦碰撞。升速过程中，振动测量数值没有超过50μm，满足国标，说明各转子的平衡状态以及转子间的连接状况较好。额定转速（1500rpm）运行时，各测点轴振最大为34μm，瓦振在20μm以内，满足国标要求。

6试验发现的主要问题及处理措施

6.1非核蒸汽冲转至1060rpm转速平台过程中Runback信号触发导致冲转中止

第二次冲转期间，当转速到达777rpm时，所有GV（主调阀）和ICV（再热主调阀）突然关闭，MSV（主汽阀）非预期快速开启。因GV和ICV保持关闭，导致汽轮机转速下降。经分析，升速至777rpm时，一回路温度降低，与二回路参考温度差值过大，且主控室一直存在释放控制棒信号，导致Runback信号。之后将Runback信号强制，试验顺利进行。

6.2非核蒸汽冲转期间机械超速跳机远程试验无法复位

正常情况下机械超速跳机试验时，通过PLS触发SV125电磁阀动作闭锁排油管线，防止试验时触发跳机，PLS通过PDS072差压开关来判断排油管线已闭锁；试验结束后主控室按下“MTPTestReset”复位SV125，闭锁信号应立即消失。但本次试验时，闭锁信号一直未消失，直到DAS跳机后，该信号才消失。经分析，是差压开关PDS072存在故障，更换PDS072并反复模拟测试30次，试验合格。

6.3非核蒸汽冲转期间润滑油轴承油压偏高

非核蒸汽冲转过程中，润滑油轴承油压高于正常运行范围。在汽机转速达到1500rpm后，TOP出口油压超出量程，1号、8号、11号轴承油压均超出正常运行范围。主控室停运TOP，油压降至正常范围。后分析认为轴承油压偏高原因为投用了两台冷油器，阻力较小，如果仅投用一台阻力增大油压会降低；后续核蒸汽冲转时需重新调整油压。

7结束语

非核蒸汽冲转是AP1000核电机组首次进行的一、二回路综合性试验，是调试过程中一项具有里程碑性质的试验，它的成功验证了机组的设计、制造和安装质量，也验证了核岛和常规岛之间的工艺、控制、电气等接口正常。

本次为AP1000核电机组首次非核蒸汽冲转试验，该试验的顺利完成为AP1000核电机组的并网发电创造了有利条件，也为后续AP1000机组的非核蒸汽试验提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]鲍旭东.1089+MW核电汽轮发电机组非核蒸汽冲转的实践[J].浙江电力，2016，35（6）：57-60

[2]唐美玉，何朝辉.650MW核电机组的非核蒸汽冲转[J].汽轮机技术，2005，47（2）：142-146