李艷軍

摘要：蒸汽發(fā)生器水位控制對于核電運(yùn)行控制來講始終是一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)，水位控制異常是造成停堆的主要原因之一。本文結(jié)合蒸汽發(fā)生器水位控制原理，重點(diǎn)講解了蒸汽發(fā)生器水位在高低負(fù)荷時(shí)兩種控制方式。

關(guān)鍵詞：蒸汽發(fā)生器、水位控制、停堆、分析、建議。

前言：

在運(yùn)行實(shí)踐中蒸汽發(fā)生器水位控制非常重要。大亞灣機(jī)組的112停堆事件、嶺東521停堆事件、寧德1102停堆事件，以及紅沿河的225停堆事件。不論是設(shè)備原因還是人為原因，我們都有必要對蒸汽發(fā)生器水位控制技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和探討，從而提高在機(jī)組上對蒸汽發(fā)生器水位控制的水平，減少由于蒸汽發(fā)生器水位而造成的停堆。

蒸發(fā)器水位控制原理

水位測量原理，通過測量參考液柱管和下引壓管之間的壓差△P求出SG水位h，被測水位h與△P是線性關(guān)系的，其系數(shù)是SG內(nèi)二次側(cè)測點(diǎn)對應(yīng)的下降通道流體的密度和參考管內(nèi)水的密度的函數(shù)。

低負(fù)荷（<18%FP）運(yùn)行工況下的水位調(diào)節(jié)：將水位調(diào)節(jié)從主給水閥切換到旁路給水閥是在負(fù)荷從18%Pn向低于該負(fù)荷過渡時(shí)進(jìn)行的。當(dāng)負(fù)荷低于閥值（18%Pn）時(shí)，繼電器閉合，使402KS與回路接通。發(fā)出一個(gè)負(fù)的8.5%FP偏置信號，與給水流量信號相加，并與蒸汽流量信號相比較后輸入到流量調(diào)節(jié)器，此時(shí)給水流量的信號大于蒸汽流量的信號，從而使主給水閥關(guān)閉。

高負(fù)荷（>18%FP）運(yùn)行工況下的水位調(diào)節(jié)：401RG水位調(diào)節(jié)器，是PID型的調(diào)節(jié)器。輸入信號是SG水位偏差號，輸出給水流量信號。蒸汽流量：信號取自（SG1）VVP001MD（經(jīng)VVP010MP修正）或VVP004MD（經(jīng)VVP013MP修正），給水流量：信號取自（SG1）043MD或046MD經(jīng)101KC切換實(shí)測給水流量與經(jīng)過校正后的蒸汽流量相比較，給出汽水失配信號。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(diào)節(jié)的速度。

402RG流量調(diào)節(jié)器，是PI型調(diào)節(jié)器。輸入是水位調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的給水流量信號與汽/水失配信號疊加后作為流量調(diào)節(jié)器的輸入信號，輸出是對應(yīng)的主給水調(diào)節(jié)閥的開度信號，改變給水量以控制蒸汽發(fā)生器的水位。

蒸汽發(fā)生器給水系統(tǒng)分析

主調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥的相互影響，水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過主調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥控制給水流量。在二回路蒸汽負(fù)荷小于18%時(shí)，主調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，通過旁路調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水，在二回路蒸汽負(fù)荷大于18%時(shí)，旁路調(diào)節(jié)閥全開，通過主調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水。為了實(shí)現(xiàn)主調(diào)節(jié)閥和旁路調(diào)節(jié)閥手動到自動的無擾切換，特別在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)置了復(fù)制環(huán)節(jié)。但是，在有些工況下這些復(fù)制環(huán)節(jié)也帶來了一些干擾因素。以一號蒸汽發(fā)生器為例，當(dāng)二回路蒸汽負(fù)荷大于18%時(shí)，如果主調(diào)節(jié)閥手動，觸點(diǎn)閉合汽水偏差信號通過水位調(diào)節(jié)器401RG加到407ZO，如果此時(shí)旁路調(diào)節(jié)閥在自動，這個(gè)信號將通過旁路調(diào)節(jié)閥的控制回路影響其調(diào)節(jié)。當(dāng)407ZO的輸出小于18%PN時(shí)，旁路調(diào)節(jié)閥跟隨主調(diào)節(jié)閥開關(guān)，使給水流量迅速減少可能導(dǎo)致低低水位或低水位加汽水失配或ATWT導(dǎo)致停堆。二回路汽側(cè)投運(yùn)前后的水位調(diào)節(jié)，蒸汽發(fā)生器水位調(diào)節(jié)關(guān)鍵在于補(bǔ)給和排出的平衡。從蒸汽發(fā)生器排出的主要有VVP的用汽和APG的排污。APG的排污因?yàn)榱枯^少，除了在ASG給水時(shí)考慮以外，在ARE給水時(shí)對水位的影響不是很大，可以不考慮。VVP的用戶主要有汽輪機(jī)、GSS、GCT、ADG、ASG、APP、STR、CET。在二回路蒸汽負(fù)荷大于18%時(shí)，主調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水，所有的用汽都已經(jīng)納入了主給水調(diào)節(jié)回路開環(huán)環(huán)節(jié)，因此，對于一般的水位波動給水調(diào)節(jié)都能迅速響應(yīng)使水位回到整定值。當(dāng)在二回路蒸汽負(fù)荷小于18%時(shí)，旁路調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水，GSS、APP、STR等用戶用汽沒有計(jì)算調(diào)節(jié)回路中，只能通過GCT-C的補(bǔ)償作用反映到開環(huán)環(huán)節(jié)中，因此，在這種工況下，GSS、APP、STR等用戶用汽快速變化將引起蒸汽發(fā)生器水位的波動的瞬態(tài)較長。旁路調(diào)節(jié)閥的干擾量為GRE044MP+GCT-C開度信號+ADG開度信號，GCT/ADG的開度信號均為計(jì)算值，而非實(shí)測值，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)異常等工況下不再代表真實(shí)的用汽量，導(dǎo)致水位調(diào)節(jié)的異常。在主蒸汽隔離閥未開之前，GCT-A投入，如果此時(shí)ARE投運(yùn)并運(yùn)行在自動狀態(tài)，對于旁路調(diào)節(jié)閥的開環(huán)環(huán)節(jié)沒有任何干擾量，只依靠閉環(huán)環(huán)節(jié)來補(bǔ)償水位的變化，這樣造成了調(diào)節(jié)的滯后。

蒸汽用戶瞬態(tài)對蒸汽發(fā)生器水位的擾動，蒸汽用戶的不同運(yùn)行工況對蒸汽發(fā)生器的水位有很大的影響。如在啟動階段，如果最初由SVA向ADG供汽以保證壓力為1.43bar，當(dāng)采用新蒸汽向ADG供汽時(shí)壓力的設(shè)定值為1.7bar，由于ADG的容積很大，需要較長的時(shí)間才能達(dá)到這個(gè)設(shè)定值，而ADG003VV由于PI調(diào)節(jié)器的作用將開得很大，對蒸汽發(fā)生器水位和一回路都產(chǎn)生很大的擾動。在汽機(jī)甩負(fù)荷工況下，ADG壓力迅速下降，為了維持壓力下降速度保持在可接受范圍內(nèi)，必須用新蒸汽來補(bǔ)償，但是這種瞬態(tài)可能導(dǎo)致ADG水位高高而閉鎖所有進(jìn)入ADG的閥門，當(dāng)閉鎖信號消失時(shí)，由于PI調(diào)節(jié)器的輸出已經(jīng)變的很大，會導(dǎo)致ADG003VV迅速開大，蒸汽發(fā)生器水位達(dá)到高高水位而引起停堆。

蒸汽發(fā)生器水位控制的幾點(diǎn)建議

將蒸汽發(fā)生器水位看作一/二回路熱工水力狀態(tài)的反映：不要把蒸汽發(fā)生器水位看作孤立的現(xiàn)象，一回路功率、蒸汽負(fù)荷變化、給水系統(tǒng)狀態(tài)變化等都要影響蒸汽發(fā)生器水位。因此在汽機(jī)沖轉(zhuǎn)等一/二回路大的操作或瞬態(tài)之前要保證蒸汽發(fā)生器水位穩(wěn)定。如果蒸汽發(fā)生器水位異常，要及時(shí)穩(wěn)定一/二回路，判斷當(dāng)時(shí)的水位變化是瞬態(tài)過程還是水裝量的真正變化，根據(jù)一/二回路的情況做總體分析。

正確判斷手動干預(yù)時(shí)機(jī)：何時(shí)采用手動干預(yù)？是否水位一出現(xiàn)異常就要手動干預(yù)？最好在此之前有個(gè)基本的判斷，確認(rèn)自動調(diào)節(jié)是否有效。例如當(dāng)蒸汽發(fā)生器水位下降時(shí)，要觀察是否給水流量大于或?qū)⒋笥谡羝髁炕虻拓?fù)荷下寬量程是否上升，如果是這樣的，根據(jù)蒸汽發(fā)生器的熱工特性，窄量程水位會在瞬態(tài)之后上升，而這個(gè)瞬態(tài)長短則取決于當(dāng)時(shí)的功率水平。否則，表明自動調(diào)節(jié)回路無法調(diào)節(jié)，必須及時(shí)手動干預(yù)。

掌握好干預(yù)的方式：根據(jù)前面分析的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)，在手動干預(yù)時(shí)一定要將主調(diào)節(jié)閥/旁路調(diào)節(jié)閥同時(shí)放手動，干預(yù)后切回自動時(shí)先將主調(diào)節(jié)閥置自動，然后才置旁路調(diào)節(jié)閥自動。最好不要將給水泵轉(zhuǎn)速放手動，如果確實(shí)需要，在調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速時(shí)要緩慢，觀察汽水壓差、給水流量的變化。

控制干預(yù)的幅度：干預(yù)的幅度一定要加以控制，過猶不及，避免看到水位異常就把給水閥開很大或關(guān)很小的做法。如果在水位下降時(shí)給水很大，超出蒸汽流量很多，則會由于冷水效應(yīng)加速窄量程水位的下降，而且還可能導(dǎo)致給水母管壓力波動，影響另外兩臺蒸汽發(fā)生器的給水。

做好蒸汽發(fā)生器水位的風(fēng)險(xiǎn)分析：在任何與蒸汽發(fā)生器水位相關(guān)的工作中都要作好風(fēng)險(xiǎn)分析，確認(rèn)其對水位的影響。相關(guān)的系統(tǒng)有給水側(cè)CEX、ABP、ADG、AHP、APP/APA、AGR、APU等，蒸汽側(cè)GRE、GCT、ADG、GSS、VVP等，另外還要考慮一回路溫度變化、流量變化等操作對水位的影響。

總結(jié)

本文通過蒸汽發(fā)生器水位控制原理，自己平時(shí)工作中的分析及實(shí)踐總結(jié)，最終得出了自己一套控制蒸汽發(fā)生器水位控制的方法。并在水位影響因素、水位控制技巧、水位調(diào)節(jié)分險(xiǎn)分析及行為規(guī)范幾方面方法進(jìn)行了詳細(xì)講解，希望對操縱員有一定幫助，蒸汽發(fā)生器水位控制需要我們不斷去分析，總結(jié)，并應(yīng)用到我們的機(jī)組上，更好的控制好蒸汽發(fā)生器水位，保證機(jī)組的高質(zhì)量運(yùn)行。