核电汽轮机中压蝶阀卡涩的超速分析.pdf

方翰
DONGFANG TURBINE//5
核电汽轮机中压蝶阀卡涩的超速分析
邓晓晖徐仕海
(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000
摘要:文章利用能量转换定,建立简化模型,定性分析了核电汽轮机中压蝶网一旦出现卡涩时,各种因素叠加所导
致的转子超速问题,并通过实例计算出百万等級核电机组中压蝶陶一旦出现不能关闭的情况下所能预见的最大超速值。也
从倒面计算出半转速百万级核电汽轮机在无中压蝶下的超速情况。
关键词:核电;超速;中压蝶阀;甩负荷
Overspeed Analysis Led by Failure of IP Inlet Valves
in Nuclear Turbine
Deng Xiaohui, Xu Shiha
Dongfang Turbine Co, Ltd Deyang Sichuan 618000)
Abstract The article analvzes causations of overspeed questions led by failure of IP inlet valves in nuclear turbine, using energy
conservation law, seting up a simple model. And by calculating, the article can foresee the biggest overspeed value once the failure
occurs. And it also calculates the overspeed question in the condition of no setting IP inlet valve in a 1000MW grade half speed
nuclear turbine
Key words: nuclear, overspeed, IP inlet valve, load rejection
一倍。这也是核电汽轮机组的尺寸(包括进出主
0前言
管道)比相同功率火电机组大得多的原因。湿蒸
汽汽轮机一旦甩去全负荷(或甩负荷到厂用电及
核电汽轮机组的最大特点是正常运行于湿蒸调试中的甩50%负荷)后,由于高压主汽阀的迅
汽区,由于进汽参数比较低,相应有效热焓降较速关闭,使贮存在汽轮机腔室内的凝结水随附加
小,导致进汽质量流量比较大。比较成熟的百万的蒸汽在汽轮机内共同做功,所以湿蒸汽汽轮机
千万级核电汽轮机组和百万千万级火电机组后,在用负荷后一般比相同容量的大电机组所产生的
可以看出其进汽流量几乎相当于相同火电机组的对转子扭矩要大得多。蒸汽在核电汽轮机组高压
作者简介:邓晓晖(1980-),男,2005年毕业于重庆大学热能与动力工程专业,现从事核电汽轮机设计工作
16
DONGFANG TURBINE
缸做功后,在蒸汽排入中、低压缸前,对高压缸
排汽需要进行除湿及再热,即高、中压缸之间或表1国外核电站不装中压蝶阀的超速情况(计算值)
高、低压缸之间设置汽水分离再热器(MSR)来
国家
核电站
额定功率/MW超速/
实现这个功能,同时在MSR进入中压缸之前的管加拿大
Gentilly
260
道上设置中压蝶阀以进行快关和调节操作,以避
瑞典
Ringhal
免汽轮机超速过高以及避免引起MSR超压。
美国D.C. COO KAED
1100
国外核电汽轮机项目中不装中压蝶阀的超速
国外核电站加装中压蝶阀后的超速情况(计
情况(计算值)见表1。
算值)见表2。
表2国外核电站加装中压蝶阀的超速比较(计算值)
国家
核电站
额定功率/MW
未装中压蝶阀超速/%
有中压蝶阀超速/
瑞士
Beznau
190
11,5
美国
顿那尔德库克核电站
1160
20
如上所述,中压蝶阀在核电机组中的作用举个MSR,高排蒸汽进入每个MSR前均设置两组中
足轻重,一旦运行中的中压蝶阀出现卡涩不能关压蝶阀,即单台机组配置4组中压蝶阀。
闭故障,在机组甩负荷中势必引起汽轮机组的超在分析中压蝶阀卡涩故障导致超速风险分析
速。因而对中压蝶阀卡涩时机组的分析就很有必前,需要先了解几个前提
要。超速的程度本文将通过对某百万千万级核电
汽轮机机型的定量计算来进行说明。
1.1核电汽轮机的工作原理
核电汽轮机为常规岛部分最核心的转动机械,
超速分析模型建立
微观一点来看汽轮机是由若干个“级”组成的,
结构上它是由静叶栅(喷嘴栅)和对应的动叶栅
本文中要讨论的百万千万级核电汽轮机组是组成,通过多个级将工质(蒸汽)的能量转变为
由一个高中压合缸、两个双分流低压缸依次串联汽轮机机械能的一个能量转换过程。宏观上来看
组成的单轴系机组,汽轮机左右两侧分別设置一机组的做功过程如图1所示。
高压主汽调节阀1
中压缸
低压缸
低压缸
高压主汽调节阀2
凝汽器
中压蝶阀1
压蝶阀2
H
高乐主汽调节阀3
中压媒阀
MSR2
H
中压蝶阀4
MSRI
高压主汽调节阀4
图1机组做功过程图