4. Особенности автоматического управления пуском турбогенераторов атомных электростанций

Автоматическое управление пуском турбогенераторов АЭС произво­дится с учетом особенностей технологии генерирования водяного пара: используется насыщенный пар, производимый ядерным реактором. По­этому пуск и нагружение турбогенератора производятся при номиналь­ном давлении и температуре насыщения пара воздействием на регули­рующие клапаны турбины. Соответствующие особенности свойственны и паровым турбинам АЭС: они не имеют цилиндра среднего давления, а снабжены несколькими цилиндрами низкого давления, температура перед которыми (после ЦВД) повышается до температуры его насы­щения в сепараторах-пароперегревателях. Конструкции роторов ЦНД жесткие.

В связи с указанным возникают специфические тепловые и механиче­ские факторы, определяющие особенности автоматического управления пуском турбоагрегатов АЭС, а именно: возможность коробления корпу­сов цилиндров, поскольку температура насыщенного пара ниже темпе­ратуры ползучести металла; опасность нарушения плотности горизон­тальных фланцевых соединений верхней и нижней частей корпусов ци­линдра высокого давления; проникновение влажного пара и конденсата в неплотности фланцевых соединений и их размывание; опасность хруп­кого разрушения жестких роторов цилиндра низкого давления. Поэтому процесс автоматического пуска организуется по разомкнутой схеме вре­менной программой, построенной на основе математического моделиро­вания тепловых и механических процессов в турбине и соответствующих расчетов на ЭВМ.

Поскольку при этом практически не реализуется оптимальный ре­жим, предпринимаются попытки повысить технико-экономические по­казатели, особенно на стадии постепенного нагружения турбины, авто­матическим управлением по замкнутой схеме путем отслеживания раз­ности температур по ширине фланцев ЦВД как главного фактора.

Типовая автоматика пуска, в частности разработанная для Кольской АЭС [5], состоит (рис. 1.5) из автоматических устройств дискретного управления с временной последовательностью операций D1 предтолч- кового прогрева УПП и начального разворота турбины УР до 1/3 но­минальной частоты вращения, выдержки D2 турбины при указанной частоте и дальнейшего разворота до номинальной частоты вращения, управляемого АРЧВ за время D3.

Автоматика запускается одним из ключей управления КУ щита управления. Названные устройства дискретного управления вводят в действие пусковые автоматические регуляторы с одноименными назва­ниями АРПП и АРР, которые управляют главной паровой задвижкой ГПЗ, паровыми задвижками обходных паропроводов ПЗ, задвижками воды ВЗ и регулирующими клапанами РК турбины.

Разворот турбины начинается с толчка ротора после завершения предтолчкового прогрева и готовности турбоагрегата к пуску. После синхронизации и включения турбогенератора на параллельную работу с выдержкой времени И4 вступает в действие устройство дискретного управления УН и автоматический регулятор его нагружения А PH. Он функционирует, увеличивая мощность турбогенератора и воздействуя

Рис. 1.5. Функциональная схема автоматической системы управления пуском турбогенератора атомной электростанции

на автоматический регулятор ядерного реактора АРЯР. При этом на АЭС регулирующее воздействие на регулирующие клапаны турбины вырабатывается по разности температур внутренней Т°_н и наружной Т°_р частей фланцев цилиндра высокого давления, которая не должна превышать допустимую АТ°.

Автоматика пуска и останова турбин входит в состав разрабаты­ваемой микропроцессорной АСУ ТП энергоблока АЭС в целом, прежде всего и главным образом ядерного реактора.

Вопросы для самопроверки

1. Каковы технологические условия автоматического пуска гидрогенерато­ров?

2. В чем состоят особенности технологических условий автоматического пуска турбогенераторов ТЭС?

3. Каковы технологические факторы, определяющие специфические особен­ности процесса автоматического управления пуском турбогенераторов АЭС?

4. Чем отличается автоматическое управление нормальным и ускоренным пуском гидрогенераторов?

5. Как действует логическая схема формирования сигнала автоматического управления пуском гидрогенератора?

6. В чем состоит различие логических схем формирования сигналов авто­матического управления нормальным и ускоренным пуском гидрогенера­тора?

7. Какие особенности логической схемы формирования сигнала автоматиче­ского управления пуском гидрогенератора в режим работы синхронным компенсатором?

8. Объяснить действие схемы реализации сигнала нормального пуска ги­дрогенератора (см. рис. 1.3).

9. Объяснить действие схемы реализации сигнала ускоренного пуска гидро­генератора (см. рис. 1.3).

10. Чем отличается действие схемы реализации сигнала ускоренного пуска гидрогенератора от ее действия при нормальном пуске?

11. Какие автоматические устройства применяются для управления пуском турбогенераторов ТЭС?

12. Каково назначение логического устройства управления пуском турбоге­нератора ТЭС (см. рис. 1.4)?

13. Какие основные автоматические регуляторы функционируют при упра­влении пуском турбогенератора ТЭС (см. рис. 1.4)?

14. В чем состоят особенности автоматических устройств управления пуском турбогенераторов АЭС?

15. Почему при управлении разворотом турбогенератора АЭС автоматика функционирует по отклонению разности температур внутренней и на­ружной частей фланцев ЦВД турбины (см. рис. 1.5)?