核电汽轮机超速影响因素分析

核电汽轮机超速影响因素分析

尚艳菲

福建福清核电有限公司 福建省 福清市 350300

摘要：核电汽轮机是核电系统中重要的组成部分，核电汽轮机的安全性直接关系到核电系统的安全性，所以，在核电汽轮机的设计的过程中，一定要采取有效的措施保证核电汽轮机的安全性。在实际的运行过程中，核电汽轮机的转速可能会发生问题，一旦核电汽轮机的转速出现超速的情况，就会导致整个汽轮机出现瘫痪，甚至会出现飞射物的情况，进而对工作人员、设备以及厂房造成严重的损伤。本文以核电汽轮机为背景，分析造成核电汽轮机超速的原因，并有针对性地提出解决核电汽轮机超速问题的措施，供大家参考借鉴。

关键词：核电汽轮机；超速；湿蒸汽

前言：

随着我国科技的不断发展，我国的核电技术也得到了不断的完善和发展，有效地提高了我国的综合国力。虽然核电具有很多的优点，同时也能够调整我国的能源结构，但是，这些都需要建立在保证核电安全的基础上，一旦核电系统出现故障，将会对国家和地区造成严重的影响。基于此，需要针对核电系统的安全措施进行不断的更新和完善，并且需要结合核电汽轮机的工作特点，保证核电汽轮机的安全性。为了实现这一目标，我国积极借鉴参考其他国家的优秀的核电技术，并且分析其他国家出现的核电故障，以此来采取有效的预防措施。目前而言，我国的核电系统已经更新到第三代和第四代了，远远要比第一代和第二代要更加先进，在技术上保证了我国核电设置的安全性。

一、核电汽轮机超速影响因素分析

（一）缩短阀门延迟和关闭时间

对于核电系统的汽轮机而言，阀门信号响应的速度会直接影响汽轮机的性能，一般而言，对于阀门的响应时间，需要最大限度地缩短控制时间，同时还需要对调节阀进行精准的控制，比如，核电汽轮机的阀门响应时间，将原来是1S转变为0.5S，这样一来，对超速水平的控制就能够降低1%左右。如果核电机组的阀门由于延迟关闭而导致高温蒸压气体进入到高压缸或者是低压缸时候，整齐能量就会受到严重的影响，进而导致转速提高，出现核电汽轮机超速的情况，所以，相关的技术人员一定要掌握好阀门延迟以及关闭的时间，只有这样，才能有效地控制核电汽轮机的转速。

（二）做好逆止阀配置

为了避免核电汽轮机出现超速的情况，技术人员还可以在给水加热器管道上安装逆向法，这样一来，当核电汽轮机出现跳闸或者是机组负荷运转的情况，就能够及时有效地阻止加热器倒灌汽轮机蒸气里。及其原因，主要是因为有能量的蒸气会进入到汽轮机当中，进而加速转子的转动，进而出现超速的情况。需要特别注意的是，在抽气管道上设置逆向阀时，需要注意一些问题，比如，逆向阀距离气缸抽气口管道的容积需要变小，这样一来，进入到汽轮机内部的有能量的蒸气也就会表少，这样一来，有能够有效地控制核电汽轮机组的超速情况。需要工作人员注意的是，逆向阀也并不完全保险，逆向阀也有可能会失效，所以，对于出现超速的汽轮机组，工作人员在没路抽气管道上串联两个逆向阀，这样一来，即使其中一个逆向阀出现故障，还有一个逆向阀能够保持工作状态，就能够有效地减少因为逆向阀故障而造成核电汽轮机组超速的情况。

（三）提高转子转动惯量

除了上述措施之外，还可以采用提高转子转动能量的方式来降低核电汽轮机组超速的情况。比如，例如，国内一个百万级核电机组的转动能力增加15%的话，就会1%的超速值。通过研究我们发现，影响转动能量的因素主要有叶片的重量，叶片的高度以及片面的跨距等。目前而言，大部分核电机组都会采用增加转子质量的方式来增加转动惯量，但是，这种方式会提高核电机组的运行成本，同时也会增加运行过程中的危险性。所以，核电机组在完善和升级的过程中，一定要不断优化升级方案，同时还要需要采取有效的措施来提高转子量，以此来降低转子的转速。

（四）做好除湿蒸汽影响

从本质上来讲，核电汽轮机组的蒸气参数与火电机组有着本质的区别，通过实践验证，核电汽轮机组的运行效率要比火电机组运行效率药膏，而且，排气管和抽气管也更容易受到侵蚀。究其原因，这是因为核电机组的湿度比较大，存在腔内积水的情况，出现出现腔内积水的情况，就会出现蒸汽压，具有一定的压力，进而在一定程度上加快了核电汽轮机组的转速。针对这种情况，国内的核电机组会在高压缸和低压缸之间设置汽水分离装置，以出来除去高压缸中的水汽，保证进入低压缸的蒸气温度。对于汽水分离器而言，在设计的过程中，可以采用空心设计的方式，这样能够提高排水的效果，并且具有显著的效果。除此之外，设计人员还可以采用加热末级隔板的措施，这主要是针对200MW等级配高温气冷堆的核电汽轮机，由于末级隔板静叶采取特殊结构，在隔板的内侧和外侧使用了不同的加热器，这样一来，在内侧就能够较好的保持蒸气的问题，外侧也能够实现除湿的效果，以来实现预期的目标。

（五）其他超速影响因素

除上文所叙述的措施之外，影响核电汽轮机组超速的因素还有管道、气缸以及机组的工作，腔内容积以及蒸气的保有量情况，这些都会对核电汽轮机组的转速造成一定程度的影响。但是，由于核电机组的设计情况，这些因素基本上都是固定的，所以，要想有效地降低核电汽轮机组的转速，还需要重点考虑上述几个方面。

二、核电汽轮机超速应对注意事项

一般而言，核电机组与火电机组的功率基本上是相同的，但是，核电汽轮机的进气流量要比火电机组的高出一倍。究其原因，主要是因为核电汽轮机组的气流参数比较低，而且还采用了湿蒸气区，导致有效行氧量减少，近气质量流量比较大。除此之外，核电汽轮机组的尺寸要比同功率的火电机组要大。当湿蒸气汽轮机处于全负荷工作状态时，可以迅速关闭高压主气阀，那么，积存在汽轮机组内部的水蒸气就会出现共同做功的情况，在这种情况下，当蒸气进入到中低缸时候，不仅要进行除湿处理，还需要对高中压或者高低压缸之间设置的汽水分离装置，与此同时，还需要采取有效措施避免蒸气分离之后进入到低压缸当中，以此来预防核电汽轮机组出现超速的情况。

结束语：

总而言之，核电汽轮机组的运行质量对于核电系统的安全性有着重要的影响，另外，对于核电汽轮机组而言，需要采取有效的措施避免核电汽轮机组出现超速的情况。随着我国科技的不断发展，针对于核电系统技术方面的更新和完善也在不断提高，在控制核电汽轮机组转速的过程中，采取了一系列的优化措施，有效地避免了核电汽轮机组超速的情况，充分地保证了核电系统的安全性和可靠性，对促进我国的经济发展，提高我国的综合国力有着重要的意义和作用。

参考文献：

[1]要云飞.核电汽轮机超速影响因素分析[J].军民两用技术与产品,2018,(4).165.

[2]孙康娜.核电汽轮机超速影响因素分析[J].热力透平,2017,(1).6-8.