陳 罡

(大亞灣核電運營管理有限責任公司生產部 廣東 深圳 518124)

1 蒸汽發(fā)生器水位的調節(jié)原理

蒸汽發(fā)生器水位需維持在需求的整定值上。

水位不能過高，否則將造成出口蒸汽含水量超標，加劇汽輪機的沖蝕現(xiàn)象，影響機組的壽命甚至使機組損壞。而且，水位過高還會使得蒸汽發(fā)生器內水的質量裝量增加， 在蒸汽管道破裂的事故工況下，對堆芯產生過大的冷卻而導致反應性事故的發(fā)生。

水位也不能過低，否則，將會導致U 型管頂部裸露，甚至可能導致給水管線出現(xiàn)水錘現(xiàn)象。 這樣，堆芯余熱的導出功能將惡化。

對于每臺蒸汽發(fā)生器而言，其水位的調節(jié)是通過控制進入該蒸汽發(fā)生器的給水流量來完成的。每臺蒸汽發(fā)生器的正常給水回路設置有兩條并列的管線：主管線上的主給水調節(jié)閥用于高負荷運行工況下的水位調節(jié)，旁路管線上的旁路調節(jié)閥則是應用于低負荷及啟、停階段的運行工況，其調節(jié)原理如圖1 所示。

1.1 主給水調節(jié)回路

主給水調節(jié)閥的調節(jié)包括一個閉環(huán)調節(jié)通道和一個開環(huán)調節(jié)通道。

1.1.1 水位整定值

蒸汽發(fā)生器水位定值隨負荷而變，負荷是指蒸汽發(fā)生器總的蒸汽負荷，它包括三部分：

1）以汽輪機高壓缸進汽壓力為代表的汽輪機進汽流量；

2）ADG 調節(jié)信號代表的進入ADG 的新蒸汽流量；

3）GCT-C 的調節(jié)信號代表的排往冷凝器的新蒸汽流量。

在20%負荷以下，水位定值隨負荷增加而提高。 這是因為在負荷減小時，由于蒸汽發(fā)生器中汽泡數(shù)目減少，使蒸汽發(fā)生器中水的密度增加（降低比容），為了使水位不下降到低水位保護動作，水位隨負荷增加而線性增加。 在20%-100%負荷時，水位定值維持在50%水位不變。

圖1 蒸汽發(fā)生器水位調節(jié)原理圖

1.1.2 開環(huán)調節(jié)通道

在開環(huán)調節(jié)回路中，實測給水流量與經過校正后的蒸汽流量相比較，給出汽水失配信號。 該信號與水位調節(jié)器輸出信號在加法器中求和后，被傳送到流量調節(jié)器中。 采用汽水失配信號反映水位變化的趨勢比水位誤差信號靈敏，是一種前饋。 它的引入增加了給水流量調節(jié)的速度。

閉環(huán)通道的水位調節(jié)器產生的給水流量信號與開環(huán)通道產生的汽/水失配信號疊加后作為流量調節(jié)器的輸入信號， 后者輸出對應的主給水調節(jié)閥的開度信號， 經一手/自動控制器產生出相應的閥門開度模擬信號，控制調節(jié)閥的執(zhí)行機構用以調節(jié)閥門的開度，從而改變給水流量以控制蒸汽發(fā)生器的水位。

1.2 旁路調節(jié)回路

每個主給水調節(jié)閥都有一根旁路管線。 在低負荷時，測量流量的節(jié)流裝置兩端壓差太小，使得流量測量不精確，信噪比也變得較差。此外，在低負荷時，如果采用主給水閥，它在比較小的開度下頻繁運行會引起閥座過度磨損，且在較小開度下其調節(jié)性能很差。 因此在負荷低于18.5%Pn 時，主給水調節(jié)閥關閉，只使用旁路給水調節(jié)閥。

2 瞬態(tài)過程中的蒸汽發(fā)生器水位控制策略

2.1 機組啟動時，SG 水位的控制

當堆功率在12-20%FP 范圍時，SG 水位參考值與負荷的關系是非線性的，負荷、蒸汽流量的變化均會造成SG 水位大波動，尤其是在大小閥切換時。 因此：

2.1.1 大小閥切換時， 應注意： 最好只保持一臺給水泵運行，APP 或APA。APA 泵較APP 泵好，因為APA 泵不像APP 泵那樣為調△P 使得用汽量變化，影響SG 水位控制。另外，水位控制應保持在自動狀態(tài)（必要時手動干預）。

2.1.2 汽機沖轉、并網(wǎng)最好在堆功率為11-12%FP 時完成，因為堆功率在12-20%FP 之間，SG 水位參考值與堆功率為非線性，如果在此范圍機組并網(wǎng)，由于并網(wǎng)后立即帶負荷，SG 水位波動很大。

2.2 停機過程中SG 的水位調節(jié)

2.2.1 100%→20%Pn 時，密切監(jiān)視SG 水位，波動異常時暫停降負荷，先進行手動干預，待恢復正常后再繼續(xù)降負荷。

2.2.2 在20%Pn 時，將GCT-c 由T 模式切至P 模式前需確保GCT-c全關，否則造成SG 水位波動，在18%→10%Pn 過程中，觀察給水主/旁路閥能否順利切換，當主給水調節(jié)閥全關后，可將其手動置0%開度，并觀察SG 水位變化趨勢，以判斷主給水調節(jié)閥是否內漏。

2.2.3 核功率≤2%Pn 后，盡可能晚些切到ASG+GCT-a 運行模式，因為ARE 給水溫度較ASG001BA 的水溫高許多， 有利于SG 的水位調節(jié)。

2.3 變工況下SG 的水位調節(jié)

對大亞灣核電站而言， 機組正常升降負荷時， SG 水位自動調節(jié)性能整體上是滿意的。下面只重點介紹給水泵轉速快速下降到基準轉速，給水調節(jié)閥針型閥漏氣或其過濾器堵塞，及高（低）負荷時ARE 主（旁路）給水調節(jié)閥故障卡開等異常工況下的SG 水位調節(jié)。

2.3.1 機組為高負荷時（>76%Pn）若一臺APP 泵轉速下降到基準轉速，雖然另一臺APP 泵可以自動地增大轉速承擔負荷，但不足以提供足夠的給水以維持高負荷下的SG 水位，并且此故障又不能觸發(fā)APA泵自啟動。

發(fā)生此類故障，一般可采納以下兩種手動干預途徑：

1）手動跳閘故障的APP 泵使APA 泵自啟動，若APA 泵自啟動不成功，再嘗試手動啟動APA 時可能來不及，十有八九發(fā)生停堆。

2）手動啟動APA 泵，并讓其迅速帶負荷，（但APA 馬達有過電流的風險），當SG 水位返回正常后，再將APA 投自動。

2.3.2 給水調節(jié)閥的針型閥漏氣或其過濾器堵塞

通常此故障只會引起該調節(jié)閥緩慢關閉直至全關，對于機組在高低負荷時所引發(fā)的結果及干預措施有所不同。

1）高負荷工況

若主給水的調節(jié)閥卡澀在比需求開度小的位置， 可采取改變水/汽壓差△p 整定值來控制SG 水位，也可以適當?shù)亟档鸵恍┴摵?，直至汽、水流量平衡；若針型閥漏氣或過濾器堵塞，當不改變△P 整定值時，給水流量逐漸減少，這時可以提高水/汽壓差△P 整定值而增大給水流量，若維持不了，可嘗試手動調大故障SG 的主給水調節(jié)閥的設定開度，直到95%以上，若還無法使該SG 水位回升，則趕緊在上位機快速降些負荷直到足可以維持該SG 水位為止。

2）低負荷工況（主給水回路未開啟）

在確認是旁路給水調節(jié)閥的針型閥漏氣或過濾器堵塞造成該調節(jié)閥逐漸關小時，可先提高△P 整定值，并監(jiān)視另兩臺SG 水位變化趨勢，若不行則可考慮打開該SG 主給水隔離閥，并手動調主給水調節(jié)閥開度，以維持該SG 水位。 當然也可以考慮將機組帶至熱備用，選擇ASG+GCT-a 模式，待故障處理好后，再提升核功率。

2.3.3 高負荷運行時，主給水調節(jié)閥故障開啟

當準確判斷某蒸汽發(fā)生器的主給水調節(jié)閥故障開啟，則立即采取以下干預措施：

1）手動關小故障SG 的旁路調節(jié)閥，直致該SG 的汽、水流量平衡、水位不再上升。

2）若全關旁路調節(jié)閥后，故障SG 水位仍上升，則應降低汽水壓差△p 整定值，以求故障SG 汽、水流量平衡（過程中不得使另兩臺SG 主給水調節(jié)閥指示開度達100%），待水位回落正常后，可再調△P。