张新鸿
（海南核电有限公司 572733）
摘要：主给水系统（ARE）用来向蒸汽发生器输送经过高压加热器加热的高压给水。供水量由给水流量控制系统进行调节，维持蒸发器二次侧水位在一个随汽轮机负荷变化所预定的基准值。[1]本文主要介绍海核1#机ARE整体调试过程，SG水位控制调试，调试过程遇到的问题及解决办法。为2#机或其它核电机组调试ARE系统提供参考。
关键词：ARE 给水流量 SG水位 调试
主给水流量控制系统为核电厂五大控制系统之一，主给水流量控制系统如若调节不好，在电厂甩负荷，停机不停堆或者其它瞬态时，SG水位超过设定值后将导致停堆，因此SG水位调节系统必须在各种试验过程中保持较高的稳定性，以便在正常运行时能保证在各种特殊工况下SG水位的稳定。
1 ARE整体调试介绍
ARE系统调试初步试验：包括系统冲洗、仪表和模拟控制通道试验、逻辑控制通道试验、电动和气动阀试验；系统试验：验证蒸汽发生器液位测量通道、验证蒸汽发生器给水流量通道等。在调试大纲的基础上，应编制对应调试内容相关的调试规程，如：TP ARE 09、TP ARE 13、TP VVP 53、TP PER 50等，除以上规程外，核蒸汽供应系统(NSSS)的控制相关的规程（如：TP RRC 14、TP RRC 53、TP RRC 55、TP RRC 56、TP RRC 57、TP RRC 58、TP RRC 59、TP RRC 60等）也将验证SG水位在静态、低负荷、RCP平均温度闭环控制试验、高负荷、孤岛运行、紧急停堆、停机不停堆、线性阶跃变化等工况下是否符合要求。
2 SG1水位控制系统调试
SG1水位控制系统在调试过程中，在无任何扰动的情况下，SG1水位波动较大，测量水位波动在-0.461m-0.334m之间，不符合要求。
图1 SG1程序水位与测量水位曲线（处理前）
功率水平在0%-30%FP之间，SG1的水位控制不平稳，在功率稳定在某个平台时，测量水位在程序水位附近波动+-0.5m，波动较大。见图1。而此时SG2的水位控制平稳，水位基本平稳，检查两个SG控制回路的参数设置，参数相同，可以排除参数设置不同导致SG1控制效果不好的原因。经排查，主要原因为SG1的给水流量测量1ARE043MD，1ARE045MD，1ARE046MD读数波动较大，并且与下游的试验用差压变送器（1ARE104YD、1ARE105YD）相比偏差大。而1ARE043MD，1ARE045MD，1ARE046MD读数波动较大的故障无法通过仪表校验，排汽等常规方法解决，根本原因有待深入调查。
为了处理SG1流量低时流量测量不准导致SG1水位波动大问题，有以下几个处理方案。
2.1 在DCS中将流量测量增加迟滞环节
对测得的给水流量进行滤波，使波动的给水流量稳定下来。滤波时间初步定为5s,修改后水位控制基本平稳，但延迟环节为5s,时间过长，导致ARE水位调节系统灵敏性降低，当给水流量波动大时，控制系统的作用将出现滞后，因此此方案不能通过运行人员的认可。将时间改为1s后，水位控制在一般情况下较为平稳，但加扰动时效果依旧不理想，主要是给水流量波动较大，1秒的滤波不足以完全使给水流量稳定下来。
由于短时间的滤波不满足要求，水位依旧波动；长时间的滤波导致系统灵敏性降低，因此该方案被排除。
2.2 修改PID参数
将比例系数降低（PBAND提高），使控制系统响应减慢，修改完参数，再将ARE大小阀投自动，观察SG1水位，效果不理想；将积分系数降低，使控制系统对过去误差的累积作用减弱，不断修改参数，再将ARE大小阀投自动，观察SG1水位，效果不理想，水位波动较大。同时将比例系数和积分系数降低，观察效果，水位波动大。
经试验，修改PID参数的方法不足以弥补给水流量测量值的波动，原因为给水流量波动较大，PID的改动对测量值波动的补偿效果不明显。
2.3 将下游孔板上的试验仪表1ARE104YD、105YD代替1ARE043/045/046MD作为给水流量测量参与SG1水位控制
由于1ARE104YD、105YD测得的流量读数波动很小，基本在10t/h以内，将1ARE104YD、105YD之和取平均值作为给水流量测量参与SG1水位控制，将SG1水位打自动后，观察一段时间，SG1水位控制基本平稳。该方案可行。
方案不足之处：1ARE104YD量程为0-2500t/h，1ARE105YD量程为0-850t/h，在给水流量超过850t/h后，只有一块表可用，若是此块可用的表失效，将导致水位自动控制失效，风险较高。
修改后的方案：经过一段时间观察，发现给水流量在超过600t/h以后，原先测量不准且波动大的1ARE043/045/046MD读数稳定并且与下游YD基本一致，可以推断在高流量下可以用1ARE043/045/046MD来参与SG1水位控制。因此，方案定为：在给水流量（1ARE104YD、1ARE105YD之和取平均值）高于650t/h时，用1ARE043/045/046MD来参与SG1水位控制，在给水流量低于600t/h时，用1ARE104YD、1ARE105YD来参与SG1水位控制。经过几次升降功率观察，SG1水位控制基本平稳，切换过程水位波动较小，该方案可行。方案实施后曲线如图2。
图2 SG1程序水位与测量水位曲线（处理后）
3 ARE调试过程遇到的其它问题
除了水位控制不平稳等问题外，还发现的问题有：FD图设计错误、接线错误、阀门单调动作不正确等。
1）在核功率在2%FP时，ARE小阀必须能投自动，并且SG水位保持在程序水位附近，一开始ARE小阀不能投自动，原因为在给水温度低于127°C时，比例系数为0，所以PID输出为0，小阀一直处于关闭状态，修改参数，在低于127°C时比例系数设为0.5，修改后ARE小阀可以投自动，此条为IOM在将设计输入转化为FD图时理解有误，导致系统功能不完善。
2）由于小阀的供水能力较强，在30%FP时，小阀的开度还没有全开。原先设定大阀在15%FP允许开启，根据调试规程将设定值改为20%FP。
参考文献：
[1] 杨兰和 戚屯锋《CNP600 压水堆核电厂运行》，2009年第1版，第313页
作者简介：
张新鸿，助理工程师，维修处，现从事常规岛仪控检修工作
论文作者:张新鸿
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/22
标签：水位论文; 流量论文; 测量论文; 控制系统论文; 平稳论文; 方案论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第11期论文;