旋膜(mó)式除氧(yǎng)器工作(zuò)原理
，內(nèi)部(bù)結(jié)構
，運行方(fāng)式核電(diàn)站(zhàn)應用？

旋膜式(shì)除氧器工作(zuò)原(yuán)理
，內部結(jié)構
，運行(háng)方式核(hé)電站應(yīng)用(yòng)？通(tōng)過(guò)對(duì)核電(diàn)站1號(hào)機(jī)組(zǔ)旋(xuán)膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器工(gōng)作原理
，內部(bù)結構
，運行方式(shì)的研究
，對旋膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器(qì)保壓控製(zhì)策(cè)略的(dí)設計目(mù)的
，適用工況
，探測原理(lǐ)及實(shí)現(xiàn)方法等進行了深入(rù)地分析(xī)。總結(jié)了調試期(qī)間出(chū)現的問題(tí)及解決方(fāng)案(àn)
，在機(jī)組進(jìn)行跳(tiào)機(jī)不跳(tiào)堆
，甩50％負(fù)荷(hé)至汽(qì)輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速等(děng)典(diǎn)型(xíng)瞬(shùn)態試驗(yàn)時
，對旋膜式除氧器保壓控(kòng)製策(cè)略的響應次(cì)進行(háng)了(liǎo)遙遙驗證(zhèng)
，結果遙遙(yáo)旋(xuán)膜式除氧器(qì)蒸(zhēng)汽(qì)壓(yā)力(lì)控製(zhì)平穩
，相關經(jīng)驗(yàn)具有(yǒu)一定(dìng)的借鑒(jiàn)意(yì)義。
核電站一期建設4台百萬kW遙(yáo)遙壓水(shuǐ)堆核電(diàn)機(jī)組(zǔ)
，單(dān)機裝機容量1089MW。工(gōng)程采(cǎi)用淋(lín)水盤式(shì)單(dān)體臥(wò)式無頭旋膜(mó)式(shì)除氧器(qì)
，旋膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器總長(cháng)48.5m
，內徑4.4m
，總(zǒng)容積(jī)718m
，高工作(zuò)壓力0.86MPa
，高(gāo)工作溫(wēn)度178.1℃
，低穩定運(yùn)行壓(yā)力0.17MPa
，額定(dìng)出(chū)力5982.5t／h。機組正常(cháng)運(yùn)行時
，旋膜(mó)式除氧(yǎng)器蒸(zhēng)汽(qì)流(liú)量維(wéi)持在(zài)200t／h
，旋膜式(shì)除(chú)氧器(qì)采取(qǔ)定(dìng)壓(yā)與滑(huá)壓相結合(hé)的(dí)運(yùn)行方(fāng)式。鑒於淋水(shuǐ)盤式(shì)旋膜式除(chú)氧(yǎng)器(qì)的結構特點
，為(wéi)防(fáng)止(zhǐ)損壞內(nèi)部淋水(shuǐ)盤
，旋膜(mó)式(shì)除氧器要求內部(bù)壓降速率小(xiǎo)於0.2MPa／min。旋膜(mó)式除氧器(qì)保壓控製策(cè)略(lüè)可(kě)以(yǐ)在(zài)機(jī)組(zǔ)甩負荷(hé)等瞬態工(gōng)況(kuàng)下(xià)快速打(dǎ)開主(zhǔ)蒸汽至旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧器壓(yā)力(lì)調節閥(fá)
，遙遙旋(xuán)膜(mó)式(shì)除氧器壓力(lì)控製(zhì)平穩
，並(bìng)降低由於旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧器壓(yā)力(lì)下降過低造(zào)成主給水泵(bèng)發(fā)生(shēng)汽蝕(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。
目前遙遙內學(xué)者對(duì)大(dà)容量發(fā)電機(jī)組的(dí)旋膜式(shì)除(chú)氧(yǎng)器選(xuǎn)型及(jí)瞬態(tài)過程進(jìn)行(háng)了(liǎo)大量(liáng)的理論分析(xī)及仿(fǎng)真(zhēn)計(jì)算(suàn)
，但(dàn)對核電機組旋膜(mó)式除氧(yǎng)器(qì)瞬(shùn)態(tài)工況(kuàng)下(xià)壓(yā)力控製(zhì)的實際(jì)應用
，出(chū)現問(wèn)題及(jí)解(jiě)決(jué)方(fāng)案研究(jiū)較少(shǎo)。采用了(liǎo)旋膜式除(chú)氧器(qì)壓力設(shè)定(dìng)值(zhí)數字化的(dí)計算(suàn)方(fāng)法
，將(jiāng)給定值直接(jiē)作(zuò)為(wéi)旋膜式除氧器(qì)甩負荷(hé)壓(yā)力控製(zhì)器(qì)的(dí)設(shè)定值(zhí)輸(shū)入
，通過(guò)設定值(zhí)的(dí)階(jiē)躍(yuè)增(zēng)加(jiā)
，甩負荷(hé)壓力(lì)控製器快(kuài)速控(kòng)製主(zhǔ)蒸汽至旋(xuán)膜(mó)式除氧器壓(yā)力調節(jié)閥的(dí)開度
，甩(shuǎi)負荷壓(yā)力(lì)控(kòng)製器與正常(cháng)壓力(lì)控(kòng)製器的輸出(chū)相互跟蹤
，實現無擾(rǎo)切(qiē)換。通過核電站1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)試驗期間(jiān)進行的典(diǎn)型瞬態試驗(yàn)
，獲得了機組(zǔ)的(dí)實(shí)際瞬態(tài)響(xiǎng)應數據
，對試驗(yàn)情(qíng)況(kuàng)進行了(liǎo)深人分(fēn)析
，對旋膜(mó)式(shì)除氧器保壓(yā)控製(zhì)策(cè)略(lüè)在數字(zì)化控製係統實現(xiàn)過(guò)程(chéng)中(zhōng)出(chū)現的典型(xíng)問題(tí)進(jìn)行了及時(shí)處(chǔ)理。
1旋(xuán)膜式除氧器介(jiè)紹
1.1旋(xuán)膜(mó)式除氧(yǎng)器(qì)工作原(yuán)理
旋(xuán)膜式除(chú)氧器(qì)的基(jī)本(běn)功能是加熱(rè)給水並(bìng)去除給(gěi)水中(zhōng)的氧(yǎng)和其他不凝結(jié)氣體
，遙(yáo)遙向給水泵(bèng)連續提(tí)供含(hán)氧量3問(wèn)題分(fēn)析(xī)及(jí)解(jiě)決方(fāng)案(àn)
(1)二(èr)次保壓失(shī)敗(bài)。模(mó)擬(nǐ)旋膜式(shì)除氧(yǎng)器保壓試(shì)驗過程(chéng)中(zhōng)
，在(zài)進行2次保壓(yā)試(shì)驗時保壓模(mó)式(shì)被提前(qián)復位
，導致(zhì)保(bǎo)壓控(kòng)製失敗。經(jīng)分析(xī)發現
，在(zài)1次(cì)保(bǎo)壓試驗遙(yáo)遙後
，旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧器壓(yā)力(lì)設(shè)定(dìng)值(zhí)的時(shí)間函(hán)數(shù)輸出保(bǎo)持為(wéi)負值(zhí)
，旋膜式除氧(yǎng)器保壓模(mó)式壓(yā)力(lì)設定值≤0。當再(zài)次(cì)啟動保壓控(kòng)製時
，由於DCS信(xìn)號采(cǎi)集
，邏輯(jí)運算需一(yī)定周期(qī)
，保壓模式(shì)生(shēng)效1個運(yùn)算(suàn)周(zhōu)期(qī)內旋膜式除氧(yǎng)器(qì)壓力(lì)設定值的偏(piān)置尚(shàng)未計算(suàn)為0.36mPa
，旋(xuán)膜(mó)式除(chú)氧器(qì)保壓模式的(dí)壓(yā)力(lì)設定(dìng)值(zhí)仍≤O
，導(dǎo)致保(bǎo)壓(yā)模式被提(tí)前復(fù)位
，保(bǎo)壓(yā)控(kòng)製失敗。因此(cǐ)
，在(zài)旋(xuán)膜式(shì)除氧(yǎng)器(qì)保(bǎo)壓(yā)模式壓力設定(dìng)值≤0復位(wèi)保壓(yā)模式的邏(luó)輯(jí)中增加(jiā)了1S的(dí)延(yán)時模塊(kuài)
，遙遙(yáo)規(guī)避了DCS運算(suàn)周期帶(dài)來(lái)的時間(jiān)差(chà)
，遙遙(yáo)了(liǎo)旋膜(mó)式除氧器保(bǎo)壓控製的(dí)正(zhèng)確(què)動(dòng)作。
(2)旋(xuán)膜(mó)式除氧器壓(yā)力(lì)變(biàn)送(sòng)器(qì)
，旋膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器抽汽(qì)逆(nì)止閥前壓(yā)力(lì)變(biàn)化率(shuài)的量(liáng)程設置(zhì)不滿足(zú)現場需求(qiú)。機組在滿(mǎn)功(gōng)率(shuài)運行時(shí)旋(xuán)膜式除氧器抽汽(qì)逆(nì)止閥前壓力為0.83MPa
，該(gāi)平台(tái)發生甩(shuǎi)負荷(hé)工(gōng)況
，根(gēn)據(jù)保壓邏(luó)輯(jí)在(zài)45S後設定值(zhí)將在原基礎上自動(dòng)增(zēng)加0.36MPa
，設定(dìng)值瞬間(jiān)可(kě)以達到1.19MPa
，而旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧器(qì)壓力(lì)變送器(qì)量程(chéng)設置為0～1MPa
，不(bù)滿足現(xiàn)場需(xū)求(qiú)
，後將(jiāng)量(liáng)程(chéng)變(biàn)更為0～1.2MPa。旋(xuán)膜(mó)式除氧器抽汽逆止閥(fá)前壓力(lì)變(biàn)化(huà)率的量程(chéng)原設置為0～1.2MPa／s
，實(shí)際(jì)發生甩(shuǎi)負荷工(gōng)況時旋膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器(qì)抽汽(qì)逆止閥(fá)前壓力將迅速下降
，變化率為負(fù)值(zhí)
，原量程(chéng)無法(fǎ)滿足(zú)控製需求將旋膜式除氧(yǎng)器(qì)抽(chōu)汽逆(nì)止(zhǐ)閥(fá)前(qián)壓(yā)力(lì)變化率量(liáng)程修改為～0.05～0.05MPa/s
，經(jīng)驗(yàn)證(zhèng)可(kě)滿足(zú)現(xiàn)場需(xū)求(qiú)。
(3)保壓模(mó)式(shì)被(bèi)頻(pín)繁觸(chù)發。汽(qì)輪(lún)機衝(chōng)轉(zhuǎn)期間(jiān)由於(yú)旋(xuán)膜(mó)式除氧器(qì)抽汽(qì)逆止閥前壓力波動(dòng)導(dǎo)致(zhì)旋膜式除(chú)氧(yǎng)器(qì)保壓模式(shì)被(bèi)頻繁觸(chù)發(fā)
，主蒸汽至旋膜(mó)式(shì)除氧器壓力調節閥不(bù)斷開大
，致使(shǐ)旋(xuán)膜式除氧器壓(yā)力
，溫(wēn)度(dù)持(chí)續(xù)升(shēng)高(gāo)
，間接(jiē)提(tí)高了備用(yòng)主給水(shuǐ)泵機械(xiè)密封(fēng)水(shuǐ)的出口(kǒu)溫度(dù)
，有(yǒu)造成主(zhǔ)給水泵失(shī)去備用的(dí)風(fēng)險(xiǎn)
，也不(bù)利於旋膜(mó)式除氧(yǎng)器的安(ān)全運行。為(wéi)防止變送(sòng)器(qì)波動導致旋膜式除氧器(qì)保(bǎo)壓邏輯誤觸(chù)發(fā)
，對旋(xuán)膜(mó)式除氧(yǎng)器抽汽逆止閥前壓(yā)力增加了1S的一節(jié)慣遙(yáo)遙環(huán)節再(zài)進(jìn)行變(biàn)化率判斷。由(yóu)於機組在270Mw及以下(xià)負荷行時
，旋(xuán)膜式除氧器抽汽逆止(zhǐ)閥(fá)前(qián)壓力(lì)<0.17MPa
，旋膜(mó)式(shì)除氧(yǎng)器蒸(zhēng)汽尚未(wèi)由高(gāo)壓(yā)缸(gāng)排(pái)汽(qì)供(gōng)應(yīng)。此(cǐ)時保壓模式的生效對旋膜式除氧器壓力控(kòng)製無益
，建議(yì)後續可(kě)在(zài)旋(xuán)膜(mó)式除氧(yǎng)器保壓模(mó)式生效(xiào)邏輯中增(zēng)加(jiā)機(jī)組低(dī)負荷(hé)時的(dí)閉鎖(suǒ)條件(jiàn)。
(4)存(cún)在(zài)模(mó)式切換失敗(bài)的風險。旋(xuán)膜(mó)式除氧器給(gěi)水控製(zhì)由(yóu)水位控製模式切換(huàn)為流量(liáng)控(kòng)製(zhì)模(mó)式的判斷(duàn)條件遙遙為瞬態(tài)工況(kuàng)發生前(qián)機(jī)組功率(shuài)>50％
，該條(tiáo)件(jiàn)未設(shè)置後延(yán)時功能
，在(zài)控製係統(tǒng)采(cǎi)集(jí)到(dào)汽機跳閘或甩負荷信(xìn)號時(shí)機組功率(shuài)可(kě)能(néng)已降(jiàng)低(dī)至50％以(yǐ)下
，存在(zài)模(mó)式切換(huàn)失敗(bài)的風(fēng)險。因(yīn)此
，在機組功率(shuài)>50％條(tiáo)件後增(zēng)加(jiā)了3S的(dí)後(hòu)延(yán)時模塊
，及(jí)時記憶了機(jī)組(zǔ)跳閘前的功率水(shuǐ)平
，遙遙了旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧(yǎng)器給水控(kòng)製模(mó)式切換的(dí)動作(zuò)遙遙(yáo)。
(5)旋膜式(shì)除氧器給水控製由(yóu)水(shuǐ)位(wèi)控製模式切(qiē)換(huàn)為流量控製模式(shì)時
，給(gěi)水(shuǐ)流量(liáng)的初始設定值為定值(zhí)(3924t／h)
，將導(dǎo)致(zhì)機(jī)組(zǔ)低(dī)功率甩負荷時(shí)旋膜(mó)式除氧器水(shuǐ)位波(bō)動(dòng)較(jiào)大(dà)。因(yīn)此(cǐ)
，可(kě)考(kǎo)慮將給水流量的設定(dìng)值(zhí)優(yōu)化為(wéi)瞬態工(gōng)況發(fā)生(shēng)前(qián)機組負(fù)荷(hé)的函數
，這(zhè)樣有利(lì)於降低旋膜式(shì)除氧器水(shuǐ)位(wèi)波(bō)動(dòng)
，使(shǐ)旋膜(mó)式除氧器給(gěi)水(shuǐ)流(liú)量(liáng)控製模式更(gēng)好地(dì)適應(yīng)多功率平台下(xià)的瞬態工況。
4瞬(shùn)態工況(kuàng)下旋膜式除氧器(qì)保(bǎo)壓(yā)控製(zhì)策略(lüè)的響應
(1)甩負(fù)荷擾(rǎo)動試(shì)驗。機組在(zài)50％一(yī)15％一50％功(gōng)率平(píng)台(tái)進行5％／min負荷綫(xiàn)遙遙變(biàn)化試驗時
，旋膜式除氧(yǎng)器(qì)抽汽逆止閥前壓力(lì)變化率為(wéi)±0.001MPa/s；機組在30％功率平台(tái)進(jìn)行(háng)10％負荷(hé)階躍變(biàn)化(huà)試驗(yàn)時
，旋膜(mó)式除(chú)氧(yǎng)器(qì)抽(chōu)汽逆止閥(fá)前壓力變(biàn)化率為±0.001MPa／s；機(jī)組進(jìn)行(háng)負(fù)荷(hé)綫遙(yáo)遙變(biàn)化試(shì)驗及(jí)負(fù)荷階(jiē)躍(yuè)變(biàn)化試驗時
，旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧(yǎng)器(qì)抽(chōu)汽逆止(zhǐ)閥前壓力(lì)的(dí)下(xià)降速率均(jūn)小於(yú)0.003MPa／s
，旋膜式(shì)除(chú)氧(yǎng)器(qì)保(bǎo)壓(yā)模式(shì)未(wèi)觸(chù)發
，主蒸汽至旋膜式除(chú)氧(yǎng)器壓力調節閥未(wèi)開(kāi)啟
，旋膜(mó)式除(chú)氧(yǎng)器(qì)蒸汽壓(yā)力控製(zhì)平穩(wěn)
，滿足設計(jì)要(yào)求。
(2)跳機不(bù)跳堆及(jí)反(fǎn)應(yīng)堆跳堆試(shì)驗。機組(zǔ)在50％功(gōng)率平(píng)台(tái)進行跳(tiào)機不跳堆試(shì)驗時
，旋膜(mó)式除氧器抽汽逆止(zhǐ)閥(fá)前壓力(lì)變(biàn)化(huà)率為±0.002MPa/s。50％功率平台(tái)進行反(fǎn)應(yīng)堆跳(tiào)堆試(shì)驗時
，旋膜(mó)式(shì)除氧器抽汽(qì)逆(nì)止(zhǐ)閥前壓力(lì)變化(huà)率(shuài)為一0.002～0.003MPa／s
，下降(jiàng)速率均未遙遙過0.003MPa／s
，旋(xuán)膜(mó)式除(chú)氧器(qì)保壓(yā)模(mó)式未(wèi)觸(chù)發。
(3)甩(shuǎi)負(fù)荷試驗。機組在50％功(gōng)率(shuài)平台進行(háng)甩負荷(hé)至汽(qì)輪機額定轉速試驗(yàn)
，旋膜式(shì)除氧(yǎng)器抽汽逆止閥(fá)前壓(yā)力變化率為一.015～0.002MPa/s
，小於(yú)一(yī)0.003MPa／s
，延(yán)時45S後旋膜式(shì)除(chú)氧器保壓(yā)模式(shì)自動(dòng)觸(chù)發(fā)
，旋膜(mó)式(shì)除氧器(qì)蒸汽壓(yā)力設定(dìng)值由(yóu)試(shì)驗(yàn)前的0.339MPa自(zì)動增(zēng)加到(dào)0.699MPa
，主蒸(zhēng)汽(qì)至(zhì)旋(xuán)膜(mó)式除(chú)氧器壓(yā)力(lì)調節閥迅(xùn)速響應開大至(zhì)35％。隨(suí)後設定值按(àn)0.1MPa／min的(dí)速率(shuài)自動(dòng)下降(jiàng)
，旋膜(mó)式除氧(yǎng)器壓(yā)力(lì)由(yóu)旋膜式除氧器壓(yā)力保壓(yā)控製器(qì)自動(dòng)調(tiáo)節
，機組(zǔ)甩負荷(hé)7min19S後
，旋(xuán)膜式(shì)除氧(yǎng)器壓(yā)力(lì)調節由保壓控(kòng)製器自動切(qiē)換(huàn)為正(zhèng)常(cháng)壓(yā)力控(kòng)製(zhì)器(qì)。旋(xuán)膜式除(chú)氧(yǎng)器保壓模(mó)式(shì)觸(chù)發期(qī)間
，旋(xuán)膜式(shì)除(chú)氧器壓(yā)力高(gāo)為(wéi)0.368MPa
，低為0.207MPa
，下降(jiàng)速率為(wéi)0.025MPa／min
，遠遠小於旋膜(mó)式除氧(yǎng)器(qì)不(bù)高(gāo)於0.2MPa／min的要求
，遙遙(yáo)遙遙(yáo)了旋膜(mó)式除(chú)氧器(qì)和主給水(shuǐ)泵的(dí)安(ān)全運行
，具體趨(qū)勢見圖。
通(tōng)過對(duì)旋(xuán)膜式除氧器保(bǎo)壓(yā)控(kòng)製策(cè)略(lüè)及旋膜(mó)式(shì)除(chú)氧器給水控製(zhì)策略(lüè)的不(bù)斷調整(zhěng)
，旋膜式除氧(yǎng)器保(bǎo)壓模式觸發(fā)正常
，旋(xuán)膜式除氧器給水控(kòng)製模式(shì)切換遙(yáo)遙(yáo)。在機組(zǔ)30％
，50％功率(shuài)平(píng)台期間(jiān)進行了(liǎo)負荷(hé)擾動(dòng)
，跳機不(bù)跳(tiào)堆(duī)
，甩負(fù)荷(hé)至空載
，甩負荷至廠(chǎng)用(yòng)電(diàn)
，反(fǎn)應堆跳(tiào)堆(duī)等多種(zhǒng)典型(xíng)瞬態(tài)試驗
，旋(xuán)膜式除(chú)氧器(qì)壓(yā)力(lì)
，水位控(kòng)製平(píng)穩(wěn)
，旋膜式除氧(yǎng)器(qì)壓(yā)力下(xià)降(jiàng)速率為0.025MPa／min
，滿足(zú)旋(xuán)膜式除(chú)氧(yǎng)器(qì)結構的要求
，保障(zhàng)了旋(xuán)膜(mó)式除(chú)氧器(qì)及主給(gěi)水(shuǐ)泵的穩(wěn)定(dìng)運行(háng)
，為機組的安(ān)全(quán)運行創造了(liǎo)有利(lì)條件。核電(diàn)站旋膜(mó)式除(chú)氧器(qì)保壓(yā)控製策略(lüè)的遙(yáo)遙應(yīng)用(yòng)可為後續(xù)核(hé)電(diàn)機(jī)組(zǔ)的調試起到一(yī)定(dìng)的借鑒作(zuò)用(yòng)。

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