M310机组蒸汽发生器水位调节阀门切换的研究

摘 要：M310机组蒸汽发生器共三个，每个蒸汽发生器由两个水位调节阀门进行水位控制，在这两个水位调节阀门中，一个用于低负荷下控制水位，一个用于高负荷下控制水位，俗称“大阀”、“小阀”。大阀和小阀的控制点切换、大小阀手自动切换均可能影响蒸汽发生器水位的控制。本论文主要根据M310机组逻辑图纸、模拟图纸以及参考电站机组启动运行过程中的经验，分析大小阀切换的关注点，以及手自动切换时的先后顺序要求。

关键词：M310；蒸汽发生器；大小阀；切换点；手自动切换

1 前言

蒸汽发生器水位控制一直以来都是M310机组运行时的控制难点，由于蒸汽发生器水位偏差会导致汽轮机跳闸和反应堆停堆，所以针对蒸汽发生器控制的研究很有必要。蒸汽发生器水位控制小阀用于在代表二回路负荷的模拟量低于20%Fn时控制水位，蒸汽发生器水位控制大阀用于在代表二回路负荷的模拟量低于20%Fn时控制水位。在大小阀控制切换点，即机组负荷在20%Fn左右时，必须密切注意阀门的控制和水位的变化，下文可以通过分析，提出一些良好建议，供参考。

2 蒸汽发生器大小阀切换点的研究分析

2.1 蒸汽发生器大小阀切换知识介绍

当机组从高负荷下行时，由三部分二回路负荷（GCT排旁路代表的负荷、GRE044MP代表的汽机负荷、ADG开度信号代表）经加法器411ZO累加，加上504MS（2%负荷），输出432KM，此值与阈值比较器420XU1和420XU2（20%）比较，若小于20%，则触发401KS、402KS，代表此时二回路处于低负荷状态。此低负荷信号送往两处：一处为将407MS接入大阀前馈环节，将大阀可靠快速关闭；二处将给谁流量与蒸汽流量前馈环节切除，不再参与主给水调节小阀的控制。

2.2 蒸汽发生器大小阀切换点注意点分析

经过计算的负荷在20%转换时，大阀会引入一个8%的信号。此信号目的是在低负荷运行时，仅使用小阀供水，保证大阀可靠关闭。但因该信号，引入两点安全隐患：第一，当机组上行时，在接近计算负荷20%但未达到时，大阀关闭，主给水调节小阀可能无法供应所需要的流量，导致给水流量不足，引起蒸汽发生器水位无法维持而引起停堆事件；第二：当机组下行时，在计算负荷大于20%时，缓慢降功率到20%之下时，小阀可靠关闭，此时小阀可能无法供应所需要的SG给水流量，导致SG水位下降产生停堆事件。

福清核电1号机组启动过程中，在经过负荷略低于20%的过程中，小阀供应流量不足导致SG水位略有下降，符合事先预计，在快速通过该区域后，大阀开启后，SG流量能可靠供应。

所以，根据理论分析以及实际现象观察，在M310机组启动或停运过程中，应快速通过20%左右的低负荷区域，可以通过主控室监视画面，监视401KS、402KS、432KM来判断目前机组所处的低负荷具体状态。同时，在通过该区域时，应有预先的风险考虑，注意监视主给水流量以及SG水位变化，来保证机组的安全运行。

3 蒸汽发生器大小阀手自动切换的研究分析

3.1 机组高功率（>20%FFR）时，仅大阀手动时

汽水差值信号（VVP-ARE）送往小阀调节，对小阀调节造成干扰。若功率值较大，小阀一直打开，影响不大；但当送向407RG的功率值在20%～25%，或略高于25%，汽水差值信号影响较大。

如：当SG水位偏高时，手动调节大阀来控制SG水位而关小大阀时，VVP-ARE增大，负极性加上407ZO，使得小阀自动关小，导致给水流量减少过多，可能产生SG水位低、低低，导致停堆。

另根据岭澳经验反馈：降功率过程中，由于GRE044MP整定零点时偏大8%，实际功率小于20%FFR时，420XU2仍大于20%FFR，大阀正常关闭后（未加上-8.5%使其可靠关闭），操纵员将大阀置于手动，导致出现了图示中的通路。由于044MP的原因，小阀一直打开，使得给水流量较蒸汽流量大，经过401ZO和407ZO，值得差值加入阀门信号中，使得阀门一直向开大方向动作，直到420XU2小于20%FFR，切断该回路。此时，SG水位已经到高高，由于操纵员经验丰富，手动插棒使得功率低于10%，才避免了停堆事件。加入该过程中，操纵员若不将大阀打手动，由于044MP引入的瞬态会相对减小。

所以，功率较大时，尤其是略大于20%FFR的高功率时，应避免仅将大阀置于手动。

3.2 高功率时（>20%FFR），仅小阀手动时

由于功率>20%FFR，小阀的前馈回路到PID回路不通，不会对大阀造成扰动，但是也由于功率大于20%FFR，小阀复制回路不通，如果手动调节小阀后，当小阀由手动切回自动时，可能会造成小阀扰动。

所以，高功率下，小阀切为手动几乎没有风险，但不能靠调小小阀来控制水位，即高功率下，不建议调节小阀。如果调节小阀（一般关小），再将其切回自动时，会使得小阀很快全开，造成SG水位扰动。

3.3 低功率下（<20%FFR），仅小阀手动时

小阀手动信号送往PID调节器，虽参与控制大阀，此时因为大阀靠-8.5%可靠关闭，且加上VVP-ARE前馈环节，所以小阀手动信号扰动大阀可能性不大。譬如，当SG水位低时，手动开大小阀时，小阀手动信号经408ZO和402RG，用于开大阀信号，但由于开大小阀，ARE流量增大，经401ZO和402RG，用于关小大阀信号，所以，大阀处于自动时，小阀手动信号使得大阀扰动开启可能性不大。

3.4 低功率下（<20%FFR），仅大阀手动时

大阀置于手动时，且由于功率低，大小阀复制回路不通，小阀自动控制可以正常控制SG水位而不受干扰。

4 调节大小阀手自动切换结论

在M310机组处在20%左右工况下，应快速通过该区域，不能作长时间停留；在机组处在高负荷状态下，大阀和小阀打手动原则为：先将小阀置手动，再将大阀置于手动，切回自动时相反；在机组处在低负荷状态下，大阀和小阀打手动原则为：先将大阀置手动，再将小阀置手动，切回自动时相反。通过本文的分析研究，可以给反应堆操纵员提供操作建议，防止调节阀切换过程中因水温扰动导致停堆事件的发生。

作者简介：邵威（1988-），男，福建福清人，操纵员。

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