【摘要】：在國家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃中提出,在2030年核能將提供8%-10%的電能,根據(jù)國家的規(guī)劃,目前沿海三代核電項目均處在有序地建設(shè)中。在核電站中常規(guī)島最重要設(shè)備就是汽輪發(fā)電機組及其相關(guān)系統(tǒng),汽輪發(fā)電機組的控制和保護系統(tǒng)影響著核電站的運行效率與安全性能。汽輪機控制系統(tǒng)在機組啟動、升降負荷、功率運行、停堆換料期間提供全廠控制,而汽輪機保護系統(tǒng)用來監(jiān)視汽輪機的重要運行參數(shù)。由于汽輪發(fā)電機組控制和保護系統(tǒng)的重要性,針對汽輪機控制系統(tǒng)邏輯進行分析,對汽輪機保護系統(tǒng)架構(gòu)和與汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)接口進行梳理,對汽輪機啟動條件及工藝流程進行深入歸納分析,從而進行AP1000三代核電汽輪機控制保護系統(tǒng)設(shè)計研究具有重要的意義。本文通過對參考電站汽輪機控制系統(tǒng)進行研究,分析總結(jié)原方案中關(guān)于汽輪機組調(diào)頻的功能,發(fā)現(xiàn)原方案中的調(diào)頻功能已經(jīng)不能滿足用戶對用電質(zhì)量的要求和電網(wǎng)對網(wǎng)頻穩(wěn)定性的要求。依據(jù)南方電網(wǎng)對于核電機組調(diào)頻能力的要求,對現(xiàn)有汽輪機控制系統(tǒng)進行一次調(diào)頻功能進行重新設(shè)計,通過增加調(diào)頻死區(qū)和轉(zhuǎn)速不等率的結(jié)合引入一次調(diào)頻函數(shù),解決原方案只能在調(diào)節(jié)器控制模式下參與調(diào)頻的缺陷,并能控制調(diào)幅幅度,另外,引入一次調(diào)頻函數(shù)可以增加調(diào)頻死區(qū),避免機組由于網(wǎng)頻的頻繁擾動而導(dǎo)致核島側(cè)的頻繁升降負荷。另外,通過對汽輪機保護系統(tǒng)和汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)接口的分析,發(fā)現(xiàn)每個信號都存在繼電器線圈單點故障以及接受信號單點故障的風(fēng)險,機柜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障點過多以及電磁繼電器引起的系統(tǒng)響應(yīng)時間增加的問題,因此提出了基于四重化冗余汽輪機保護系統(tǒng)的全新接口方式,采用兩個互為冗余的繼電器框架輸出冗余的跳機信號,避免單一故障的風(fēng)險;減少了汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)與汽輪機保護系統(tǒng)之間的硬接線數(shù)量,縮短了汽輪機保護系統(tǒng)響應(yīng)時間,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少了系統(tǒng)的故障點。在基于電廠控制智能化的大趨勢下,通過對汽輪機及其相關(guān)系統(tǒng)的研究,提出了汽輪機順控啟動控制策略,將汽輪機輔助系統(tǒng)、主蒸汽系統(tǒng)、汽輪機閥門控制系統(tǒng)綜合化。通過對汽輪機啟動、帶負荷、停機過程的系統(tǒng)研究,設(shè)計了汽輪機順控邏輯,大大降低了操作人員的操作任務(wù),將機組各類狀態(tài)統(tǒng)一接入到順控系統(tǒng),由順控系統(tǒng)按照啟動順序分步判斷,統(tǒng)一判斷,判斷合格后才能進行下一步,若不能滿足啟動要求將會發(fā)出相關(guān)報警提示,以便就地檢查處理問題,待處理后順控系統(tǒng)將自動進行下一步判斷。降低了人為干預(yù)對系統(tǒng)安全性的影響。
【圖文】：

圖 2-2 汽輪機轉(zhuǎn)速控制方式汽輪機控制原理圖中的 GOV 設(shè)定運行部分為調(diào)節(jié)器控制功能，通過調(diào)節(jié)控制，可以控制并網(wǎng)后的電網(wǎng)頻率，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，，以維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。汽輪機調(diào)節(jié)器控制如圖 2-3 所示。通過調(diào)節(jié)器的控制功能可以實現(xiàn) GV 閥門位置的移動，調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率的大小，調(diào)整汽輪機出力的大小，使實際頻率與要求頻率盡量一致。圖 2-3 汽輪機調(diào)節(jié)器控制方式

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文圖 2-2 汽輪機轉(zhuǎn)速控制方式汽輪機控制原理圖中的 GOV 設(shè)定運行部分為調(diào)節(jié)器控制功能，通過調(diào)節(jié)控制，可以控制并網(wǎng)后的電網(wǎng)頻率，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，以維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。汽輪機調(diào)節(jié)器控制如圖 2-3 所示。通過調(diào)節(jié)器的控制功能可以實現(xiàn) GV 閥門位置的移動，調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率的大小，調(diào)整汽輪機出力的大小，使實際頻率與要求頻率盡量一致。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM623

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本文編號：2608526