国内M310核电机组汽动辅助给水泵超速保护试验分析

1结构概述

国内某M310核电机组的AsG汽动辅助给水系统有两台(3AsG003/004Po)汽动泵,均布置在0m,其出口分成三条管线进入到安全壳内向三台蒸汽发生器供水。每台汽动泵能提供水约100m3/h。

泵的结构为卧式两级离心泵,由汽轮机驱动。设计为整体结构,一端为汽轮机,另一端为水泵,中间为中央水室。泵进口为水平轴向布置,出口垂直向上布置:汽轮机与泵为统一壳体(汽泵壳体),汽轮机叶轮叶片为单列,与泵的两级叶轮、诱导轮安装在同一主轴上。转子由两只水润滑的径向轴承来支撑,轴承装在汽缸与泵壳之间的中央水室两侧,润滑水由第一级叶轮的出口引出,经节流孔和过滤器引入中央水室。

中央水室部位配有转速测量装置、机械飞锤、危急遮断挂扣组件、中央水室稳压阀等。

该类型泵在调试期间其供汽由sVA负责,正式运行时由VVP保证,在每台汽动泵入口设置有汽水分离器除去冷凝水。汽水分离器出口靠近汽轮机处,每台汽轮机的入口管线设有两台并联的汽动阀,汽动阀开启后便可启动汽轮机。系统上游部分,包括汽水分离器在内长期进行加热,以减少汽轮机入口处积水的危险。冷凝水靠疏水阀分离并排至002ZE和004ZE,蒸汽流可以长期暖机,并排向消音器。

蒸汽通流主要经过粗滤器、主汽门、调阀、蒸汽室、喷嘴组、动叶,最后至排汽接管。

2功能及特点

2.1功能

辅助给水系统作为正常给水系统的备用,在主给水系统故障时向蒸汽发生器二次侧供水,辅助给水泵主要在全厂失电情况下向蒸汽发生器供水,保证堆芯热量导出。辅助给水泵汽轮机能在蒸汽压力0.76~8.6MPa下运行,当蒸汽压力低于0.76MPa时RRA系统可以投运,不需AsG系统运行。

2.2特点

(1)不需要外部润滑且没有额外的冷却水:

(2)无机械密封:

(3)不需要电连接:

(4)无需驱动连接,在一根轴上,不需要太多辅助设备:

(5)无常压水箱和真空泵。

3汽动泵跳闸保护和超速保护试验

3.1跳闸回路

为了保证泵组的安全性运行,本机组配备两种不同类型的超速保护装置一电子跳闸和机械跳闸。这两种超速保护

装置都是通过释放关断阀活塞下端腔室的蒸汽压力来完成速关,从而安全停机的。

3.1.1电子跳闸

505调速器接收安装在中央水室处的转速探头的转速信号,当达到设定的电子跳闸转速时,电子跳闸信号被触发,使得高温高压电磁阀1通电打开,从而释放关断阀活塞下端腔室的压力蒸汽关闭关断阀以达到停机的目的。就地控制柜和远程控制室都设有"手动停机"按钮,以便人工紧急停机处理。就地控制柜和远程控制室还设有"复位"操作按钮,用于电子跳闸后复位电子跳闸回路和停机电磁阀。

3.1.2机械跳闸

当机组达到机械跳闸转速时,轴中的机械飞锤因离心力作用,克服弹簧预紧力后飞出并击打触发器,使触发器与挂扣脱开,复位杆旋转落下,锥形阀中压紧弹簧释放,电磁阀2打开,即把关断阀活塞下端腔室的压力蒸汽释放到排缸当中,关断阀速关而停机。此外,就地还配有手动停机拍杆装置。拍杆后,触发器被顶起,挂扣脱开,关断阀快速关闭而停机。

3.2超速保护试验

AsG汽动泵超速试验为每个换料周期一次。在进行电子或机械跳闸的调整时,要取得HTC和APoLLo的书面确认,试验时需确保小流量旁路始终处于全开状态。

每次跳闸之后,需在关闭主蒸汽隔离阀后,再按就地控制柜的复位按钮。然后重置505,使其处于待启动状态(此时调阀全关),再开启主蒸汽隔离阀,准备重新启动。当电子跳闸被超越时,若机械跳闸未能在要求转速范围内进行跳闸停机,另一超速保护仍起作用,即二级电子跳闸(9600r/min为跳闸转速),以防止泵组被破坏。二级电子跳闸绝不允许进行在线试验,而只能在停机时用模拟信号输入的方式做试验。每次跳闸试验后,应查看并记录,再清除505调速器中的记录转速。

(1)将泵组运行到额定转速8000r/min,全关泵的出口阀(此时小流量旁路流量大约为25m3/h)。按住505调速器面板上F2键,即"超速试验投入"键,然后按UP键升速,转速至8640~8800r/min应能电子跳闸,记录跳闸转速,并且连续3次都在此范围内才算通过。

(2)将泵组运行到额定转速8000r/min,全关泵的出口阀。按住"一级电子超速跳闸超越"按钮和505调速器面板上F2键,即"超速试验投入"键,然后按UP键升速,转速至9040~9200r/min应能机械跳闸,记录跳闸转速,若第一次就在9040~9200r/min范围之内,即满足:若不在则需重新调整机械飞锤,并且连续3次都在此范围内才算通过。

(3)确保一级电子跳闸功能在机械跳闸试验后恢复正常,检查就地控制柜的指示；

汽动泵打闸原理急停机有泵本体上的打闸杆及就地控制柜上的停机按钮。切断汽源,则汽动泵停运。

4结语

M310核电机组汽动辅助给水泵作为安全级设备,在事故情况下可以保证为蒸汽发生器有效供水,以实现对一回路的冷却。每个换料周期一次的汽动泵超速试验对验证该类型泵的性能及确保其可用性尤其重要。由于试验过程风险较大,故对该种类型汽动泵超速试验进行总结研究,对确保试验顺利完成和保证机组大修进度有重要意义。