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作者:萬寒陽
摘 要應急柴油發電機作為應急電源,在核電廠失去廠用電及備用電源時自動啟動并帶載相關負荷,以保障機組安全停堆并保護關鍵設備不被損壞。應急柴油發電機調試工期長、工作量大,對此,業主方會針對其調試成立專項小組,在前期的安裝工程中提前介入,做好管理,協調廠家、工程公司及承包商,以推動柴油發電機調試進度。以下對核電廠應急柴油發電機調試管理進行詳細論述。
關鍵詞應急柴油發電機;專項小組;核電廠
應急柴油發電機組是核電廠的重要應急電源,起著保障核安全的作用。當核電廠失去廠用電時,應急柴油發電機要求在接收啟動指令后10s內啟動并達到額定電壓及頻率,并按帶載程序順序帶載。
1 核電廠應急柴油發電機特點
應急柴油發電機具有核安全相關功能,屬于1E級設備,要求在核電站同時失去廠用電及輔助電源時迅速啟動,保障機組安全停堆,保護燃料元件及其他關鍵設備不受損壞,具有容量大(5000-8000kW)、高可靠性(啟動成功率在99%以上)、低敏感性(應急運行時)、啟動迅速(10s內達到額定電壓及功率)、帶載性能良好的特點。以下對高可靠性及低靈敏性兩點進行詳細介紹。
1.1 高可靠性
應急柴油發電機的高可靠性主要表現在自動化控制、無須人員值守,關鍵信號設計上有冗余,啟動裝置配置上冗余,對地震、火災、臺風具有較高抵抗力。
每臺核電機組設有兩列或以上柴油發電機作為應急電源,單列柴油發電機啟動后要求可連續運行168小時。柴油發電機有兩套獨立的壓空啟動系統作為啟動裝置,每套壓空啟動系統能滿足單獨完成5次應急啟動的要求。啟動的可靠性關系到柴油發電機組整體可靠性,IEEE387標準要求核電廠應急柴油發電機啟動成功率在99%以上。每臺柴油發電機配有兩套調速器,其中一套出現故障后另一套將自動投入。超速保護信號及轉速控制信號采用三取二邏輯,控制柜及調速器的三取二信號源也各自獨立,這些冗余設計降低了錯誤信號導致停機的可能性,降低了故障發生概率,保障了柴油發電機組可靠運行。應急柴油發電機作為核安全級設備,它的自動控制系統使用的可編程軟件也得符合IEC60880標準。
1.2 低敏感性
核電廠應急柴油發電機有應急模式和實驗模式兩種工作模式。其中,試驗模式主要用于調試階段及定期試驗,對應急柴油發電機組運行狀態進行檢測。試驗模式通過按下試驗按鈕進入,該模式下所有報警信號均投入運行。應急模式是指在核電站廠用電及備用電失去后,母線低壓信號觸發應急柴油發電機啟動,并進入額定工作狀態。此時,應急柴油發電機組需要連續不間斷運行,對反應堆持續冷卻,要求應急柴油發電機組有高的安全性、可靠性及穩定性,除非機組發生嚴重故障,否則不能發生跳閘。在應急模式下,只有短路保護信號和超速保護信號能起停機作用,其他停機信號只報警不停機;即應急模式下,核電廠應急柴油發電機組對嚴重故障以外的信號不敏感。
2 核電廠應急柴油發電機的調試難點及調試組織職能
應急柴油發電機組結構較為復雜,除柴油機本體外還包括潤滑油系統、燃油系統、高低溫水系統、壓空系統、進排氣系統、勵磁系統及電氣保護系統等相關子系統,各子系統內包括壓空罐、油罐、氣管道、油管道、水管道、機帶泵、電動泵以及百余個各類型儀表及傳感器。建安期間工作量大,時間跨度長達1年半以上,安裝階段難免會遺留下一些問題,影響調試期間的進程。
對此,業主針對應急柴油發電機的調試工作成立專項小組,組內細分各專業的分工,包括電氣專業、儀控專業、機械專業、技術管理等。其中,技術管理組管理并協調各專業組完成調試試驗,并協調處理各專業組調試過程中遇到的問題,設備固有缺陷聯系并配合廠家處理,設備安裝遺留問題督促安裝承包商及土建承包商解決。電氣、儀控、機械各專業組關注現場安裝及調試進度,負責各自專業下的調試試驗,遇到處理不了的問題或缺陷上報技術管理組協調解決。
3 核電廠應急柴油發電機調試管理建議及常見問題
按以往調試經驗來看,核電現場有不少建安期間遺留問題在調試期間被發現后,由于此時建安工作已基本完成,各系統設備布置得很緊湊,拆卸、維修、安裝等工作在不影響其他系統或設備的情況下往往沒有足夠空間或時間窗口;此外,如相關設備涉及調試試驗先決條件項,之前完成的試驗項目在設備維修或更換后需重做,嚴重影響試驗進程,耽誤進度。因此,在安裝階段,各專業組便可以對承包商工作進度進行跟蹤,提前介入,督促設備安裝、管道安裝、管線沖洗、機柜電纜端接及機柜邏輯調試等工作。這樣便于更早發現問題,在不耽誤調試進度的同時為問題的解決留出更多時間。提前介入也能幫助各專業組熟悉設備現場布置,試驗期間能節省找設備的時間。當現場環境滿足試驗條件后,可以申請將部分調試工作提前,如此一來可以進一步縮短調試工期。由于提前介入進行試驗,難免會出現交叉作業的情況,需高度重視現場安全風險。系統負責人及試驗負責人需要和土建或設備安裝施工人員溝通好,協調工作窗口,將協議結果通告試驗小組及施工隊全體成員并確保知悉,各自工作窗口期間全力推動工作進度,盡快完成工作任務,避免互相影響。各組員要牢記安全紅黃線,制定合理的安全風險措施,確保人身安全及設備安全。
由于核電廠應急柴油發電機建安期間工作量大、時間跨度長、建安工人技術水平不一,專項組成員人力有限,仍會留下一些未被察覺的盲區。總體上,建安及調試期間遇到的問題可歸納為下述幾種類型。
3.1 系統接線錯誤
接線錯誤也是應急柴油發電機組調試期間常見的故障原因。目前施工人員對信號處理裝置的安裝及調試較嚴格,但對線路鋪設、傳感器安裝調試往往重視不夠,由此導致的一些故障有:溫控開關故障導致應急柴油發電機組不可用,勵磁線路接線錯誤導致機組輸出電壓不滿足要求,信號線路接線不規范導致報警信號干擾等。
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