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核电厂风机自动加油控制技术应用

崔冰杰

福建福清核电有限公司,福建福清,350318

摘要: 当前阶段,核辅助厂房通风系统在核电站核辅助厂房以及反应堆厂房内产生的作用极高,具备通风换气、加热以及制冷和负压维持等一系列功能,此种类型的风机设计包含了自动加油器。在本篇文章中,主要从相关的控制方案入手,分析了此项方案存在的各项问题,结合相关问题提出了高频振荡接近开关的控制方案。经过相关实验研究得出,此种类型的方案不管是经济性还是实用性等都是非常高的,可以提升核电厂辅助厂房通风系统风机运行的稳定性,为后期核电项目开展提供良好依据。
关键词: 核电厂风机;自动加油控制技术;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157080
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在核电站处于运行状态以及冷停堆换料期间,通风系统产生了良好的优势,此种系统运行期间服务空间较大、包含的设备类型多,因此通风系统风量特别大,一共包含了三台排风机,每一台风机排风量大约是100000m³/h,电机配置了6600V三相异步电动机,核电机运行时,系统状态极佳,无法停运设备给予维护润滑,所以设计期间,为该项设备配置了自动加油器。

1、在核电厂风机案例和自动加油器控制方案

1.1工程案例

在核电厂运行期间,以改进型先进压水堆核电技术路线为主,属于商用类型的核电站,实施核电厂核辅助厂房通风系统自动加油控制方案改进作业的前期阶段中,各项核电厂均是采取从该风机上游供电盘柜接电源抽屉反馈信号当成自动加油器启停信号的方案。不过从实际情况来看,此项方案存在着风机上游电气抽屉试验位启动而现场并没有开启的现象,电源抽屉动作引起反馈导致自动加油器误动作缺陷。结合以上问题看出,经过不断的分析论证,引进高频振荡接近开关控制自动加油器启停,以此解决风机在试验位动作而实际没有启动情况下自动加油器动作难题,防止了设备误动作现象的发生,降低了设备损坏概率,避免了人身伤害风险的出现。

1.2核电厂自动加油器控制方案的制定

首先,将风机自动加油器安装到风机房间中,PLC和油泵以及油润滑管、润滑油罐相互组合形成,供电电源是AC220V动力电源,PLC内部安装了变压器,将动力电源经由变压器转变为DC24V和原AC220V电源,DC24V电源,AC220V属于油泵动力电源,结合上游送来的风机启停信号通过继电器从变压的DC24V对该项油泵的动力电源加以控制,进而达到控制油泵启停的目的,确保自动加油器和风机处于同步运行的状态。

在前期制定核电厂自动加油器控制方案时,该项风机的启停信号主要是来自于风机上游供电盘柜接电源抽屉反馈信号送入核电厂数字仪控系统,通过DCS运算以后发出信号到自动加油器控制单元控制自动加油器启停。不过应用该项方案期间,具体的缺陷表现为风机上游供电盘柜电气抽屉处于试验位动作,根据试验方面的需求,把电气盘柜抽屉送入,不过没有旋转电器抽屉,在这一现状下设备启动命令,电器抽屉内的接触器自动闭合,下游工艺设备没有真实启动的情况下,电气抽屉运行反馈于DCS中,自动加油器处于供电状态,下游加油器会自动启动加油。设计要求在风机尚未启动时,自动加油器不能运行,以免因为润滑而使设备振动升高,轴承温度提升等,导致设备受损严重。所以,就需要结合实际情况落实完善的自动加油器控制方案,确保设备安全性。

2、制定高频振荡接近开关控制自动加油器方案

面对于前期核电厂自动加油器控制方案存在的各项问题,依照核电厂结构和抗震等基本要求,在合理调查设备的基础上引进高频振荡接近开关信号,从而落实完善的自动加油器方案。

2.1基本设计原理

高频震荡型接近开关的基本工作原理表现为:振荡器产生交变磁场,在无金属目标和该项交变磁场相接近的情况下,磁场信号强度处于稳定性状态。金属目标和此项磁场接近同时达到感应距离的情况下,金属目标中产生涡流,引起振荡衰减,从而停振。振荡器振荡和停振以后的变化被后级放大电路处理转换为开关信号,可以触发驱动控制器件。

2.2技术方案的落实

结合相关原理,在风机出口逆止风阀转轴处固定圆弧形挡板和振荡接近开关,保持良好距离。因为振荡器会产生相应的突变磁场,因此金属目标和该项磁场相接近,从金属目标中形成涡流,引起振荡衰减现象,发生停振问题。风机的启停将使风机出口逆止风阀转轴转动,引起圆弧形挡板和接近开关距离的变化,导致信号振荡衰减,也就是说,利用高频振荡型接近开关检测风机启停。最后,把接近开关的信号连接到自动加油器控制柜继电器,在风机带电运行期间,高频振荡型接近开关检测到风机转动,使控制器达到继电器处于动作状态的目的。自动加油器工作,在风机停止期间,高频振荡器接近开关检测到风机停止,使控制箱中的继电器一直处于复位状态,加油器停止工作,最终达到自动加油控制的目的。

3、应用效果体现

本文对核电厂风机自动加油站控制方案进行了改进和创新,将核电厂自动加油器易误动现象有效解决,提升了控制的安全性和稳定性,为后期作业开展奠定了坚实的基础。同时也可以将自动加油器控制方案当成后期核电站的基本参考依据。自从该项方案实施以后,系统经济安全性提升,呈现出了稳定运行的状态,大体上效果表现在以下几方面。

其一,在该项控制方案内,不需要从DSC将上游电气盘柜反馈信号反馈于自动加油器PLC中,将电器盘柜试验位动作导致自动加油站难以有效运行的难题彻底解决,从根本上减少了设备误动作操作风险的出现。

其二,和参考电站相比较来看,使用高频振荡型接近开关控制的核辅助厂房通风系统自动加油方案十分简单,设备运行极为稳定和可靠。

其三,此项控制方案后期试验步骤十分简单和方便,设备调试时间较短,不会对机组装料产生任何的影响。

其四,在风机自动加油器控制设计期间,可以直接对该项方案加以应用。

4、总结

该项方式不管是在理论还是具体实验期间都和标准要求相符合,而且经过某项核电厂燃料周期运行考察以及定期试验来看,也满足需求,将电气盘柜试验位动作和下游加油器真实动作之间存在的问题彻底解决。此种方案创新要点表现在以下几方面。

其一,应用高频振荡开关以及风机运行止回阀动作之间距离变化产生的信号衰减将风机自动加油器的控制问题彻底解决,通过相关运行考察以后,该项装置运行趋于稳定性,可靠性也随之增强。

其二,该项方式将风机上游电气盘柜处于实验位动作而现场电机没有动作,电气盘柜反馈信号是自动加油器动作信号产生的风险,安全性增强。

其三,此种方式的控制信号并进入DCS信号,和核电站相比较来看减少了DAC输入输出端口,降低了复杂性和繁琐性的呈现,确保了信号准确度,将工程经济性全面体现了出来。

其四,避免了房间中土建开孔和电缆托盘安装,减少了成本输出。

其五,此项方式安全性和可靠性以及经济性良好,有着极高的推广应用效果,比较适合在不同技术路线核电机组内加以应用。

5、结语:

从以上论述来看,此项控制方案控制灵敏性良好,运行稳定,方式简单,和核电厂对于设备方面的要求相符合,科学合理的应用该项方案,减少了成本输出,有利于为后期机组自动加油器控制方案设计以及调试工作奠定坚实基础。

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