[00138898]大亚湾/岭澳一期核电厂辅助给水汽轮机转速调节异常问题研究及应用

1、课题来源与背景：大亚湾/岭澳一期核电厂辅助给水（ASG）汽轮机转速调节异常问题作为大亚湾核电运营管理有限责任公司十大技术问题之一,其主要技术难点在于ASG汽轮机转速异常下降,无法保持额定转速,国外厂家对该问题也无有效处理方法。如果日常期间ASG汽轮机不可用,机组需要24小时内开始停堆后撤。历史上,大亚湾基地对ASG汽轮机的调速器没有实质的检修能力,需要维修时只能将调速器拆下返厂检修,电厂技术人员对调速器内部结构、调节原理、异常处理等均存在巨大的技术空白。ASG汽动泵作为压水堆核电站专设安全设备,在失去主给水事故工况下作为应急手段向蒸汽发生器二次侧供水以排出堆芯剩余功率,是全厂失电事故工况下堆芯剩余功率排出最重要的设备。因此,ASG汽动泵的可靠性对电站核安全至关重要。为了提高ASG汽动泵的可靠性,需要进行ASG汽轮机转速调节异常问题的机理研究并彻底处理问题。 2、技术原理：经过多年试验研究,项目组发现了ASG汽轮机转速调节异常的原因是WOODWARD调速器原标定方法未考虑设备实际特性,导致与要求运行工况存在偏差。转速异常下降机理在于调速器速度设定活塞与活塞缸、高速限制阀等金属配合部位的控制油在随温度上升后泄漏量产生变化导致转速缓慢下降。项目组根据ASG汽轮机转速异常下降的机理,并根据ASG汽轮机的蒸汽压力-转速特性曲线,优化调速器的标定方法。性能指标：在日常蒸汽压力运行工况下,ASG汽轮机无转速异常下降现象。 3、技术的创造性与先进性：1)电子听诊器技术的创新应用：创新通过电子听诊器的音频分析得出ASG汽轮机运行和备用时的疏水量比,用于计算ASG汽水分离器可隔离的时间。2)首创使用压缩空气模拟试验进行机理研究：项目组在ASG汽轮机压缩空气试验窗口,创新模拟日常蒸汽压力,实现无蒸汽情况下ASG汽轮机的转速控制方式与日常蒸汽控制状态一致,使项目组在大修中有充足的窗口对调速器进行机理研究、转速标定及验证,避免了调速器调整后在真实蒸汽运行环境中失效的风险,并节省大修关键路径时间。3)攻克了WOODWARD调速器的技术壁垒并提出优化方案：项目组攻克了WOODWARD调速器技术壁垒,并根据ASG汽轮机的转速设计曲线,对WOODWARD PG-PL型调速器的标定方法进行优化,通过零成本增加的方式解决失效后成本高的问题,不仅提升了电站专设安全设施的可靠性,而且为电站核心能力建设做出贡献,填补了电厂对于ASG汽轮机检修技术的空白,处于国内领先水平。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性：本项目研究成果已解决了大亚湾/岭澳一期核电厂ASG汽轮机转速调节异常问题,技术成熟。本项目研究成果适用于WOODWARD调速器。本项目考虑到核电站核安全相关设备的重要性,根据ASG汽轮机转速设计曲线,优化了调速器标定方法,解决了转速异常下降问题,提高了ASG汽动辅助给水泵在事故工况下长期运行的可靠性,从而提高了核电站的核安全水平。 5、应用情况：本项目研究成果已应用于大亚湾/岭澳一期核电厂四台机组ASG汽轮机转速调节异常问题,可广泛应用于使用同类调速器的其他核电厂或相关行业设备上。存在的问题：本项目在核电厂可靠性要求较高的核安全相关设备上可产生显著的应用效果,但在可靠性要求较低的其他行业设备上应用较少。 6、历史获奖情况：1)2017年大亚湾核电运营管理有限责任公司科技进步奖二等奖;2)2017年中广核运营有限公司技术改进奖二等奖。