福建福清核电有限公司 福建福清 350318
摘要：汽轮发电机首次核冲转试验是核电站调试过程中一个重要节点，是核电机组首次利用一回路核功率产生的能量，在蒸汽发生器二次侧产生饱和蒸汽作为汽源来冲转汽轮发电机。以验证汽轮发电机及其相关系统设备设计、制造与安装质量，检验整个常规岛二回路整组启动及运行性能。福清核电通过科学合理的试验组织机构，充分良好的试验前期准备，严谨细致的过程控制，使1#机组首次核冲转圆满成功，对新建机组首次核冲转试验的执行具有一定的借鉴意义。
关键词：首次核冲转；组织机构；试验过程；暖机平台
1 机组型式及运行参数
福清核电1#机组是M310改进型1000MW级核电汽轮发电机组，汽轮机为单轴、三缸四排汽、带中间汽水分离再热器的多级冲动凝汽式半转速汽轮机，配汽方式为节流调节，控制系统为DEH电液控制系统；发电机采用水—氢—氢冷却方式，即定子绕组水内冷、定子铁芯采用氢气表面冷却、转子绕组采用氢气内冷却；励磁采用无刷励磁机。机组额定功率1087MW，最大保证功率1089MW，
3首次核冲转前机组状态
3.1 冲转前一回路基本状态
一回路核功率稳定在9.5%Pn，汽轮机旁路排放系统已经由向大气排放系统GCT-a切换到向凝汽器排放系统GCT-c，一回路平均温度稳定在294℃左右。
三台蒸汽发生器水位稳定且自动调节。蒸发器出口蒸汽压力7.32MPa，出口蒸汽流量为553T/H。
3.2冲转前二回路基本状态
二回路分系统试验已经结束，各系统均已投入运行且运行正常；高压缸进气压力7.27MPa，进气温度为289.9℃，凝汽器真空为8.2KPa。
4 首次核冲转试验过程
2014年8月6日15时，福清核电1号机组一回路功率稳定在9.5%FP后，开始进行汽水分离再热器暖管、HP主汽阀严密性试验、汽机主要定期试验。
汽轮机首次核冲转分别经过100rpm、250rpm、650rpm、1250rpm的暖机平台，平稳通过临界转速。
在8月7日凌晨4点到达1500rpm，并完成在1500rpm平台试验：润滑油主油泵切换试验、抗燃油泵切换试验、发电机密封油系统功能试验、汽机调节系统UPS断电试验、发电机吹扫试验。在首次发电机吹扫后，根据吹扫结果和专家意见，于8月10日进行第二次发电机吹扫试验，吹扫结果基本合格。在拆卸发电机吹扫用的临时滤网后，完成发电机气密性试验、发电机充氢试验、投运发电机定子冷却水系统，并于8月13日凌晨6时完成汽轮机超速保护试验，首次核蒸汽冲转过程结束。
4.1汽轮发电机冲转试验
2014年8月6日20时53分汽轮机挂闸，投入GSS系统二级再热和给水加热器抽汽部分。21时47分汽轮机开始升速，目标转速100rpm，升速率50rpm/min，转速高于8rpm盘车自动脱开；转速升至100rpm，稳定运行约20min后，主控和就地检查汽轮发电机各运行参数均正常。
22时13分，在MX8.5米平台就地按下停机按钮1GSE003TO，打闸停机，进行摩擦听音检查，转子堕转期间对汽封与汽缸进行听音，验证轴系运转良好，汽封处与汽缸动静部分无异常声音。23时05分转速降至8rpm时，主盘车齿轮啮合投入，转子转速保持8rpm平稳转动。
8月6日23时14分，机组再次冲转，升速率50rpm/min。分别于23时16分升速至100rpm、23时49分升速至250rpm、8月6日0时57分升速至500rpm、2时34分升速至650rpm、3时42分升速至1250rpm、4时10分升速至1490rpm，经过20秒时间再上升至额定转速1500rpm。
经观察可知停留在1250rpm暖机平台时，各瓦的瓦振特别是5、6号瓦瓦振明显比其他转速平台大，并且在过700rpm-1200rpm临界转速区时，6瓦瓦振最高值达到99μm，高于90μm报警值，但是低于手动打闸值130μm。
经分析1250rpm刚过临界转速，且临界转速值可能受现场安装工艺影响，与设计值会有些许差别，所以在该平台可能会产生一些共振，造成轴承振动偏大。首次核冲转在1250rpm平台短暂停留后升速至1500rpm；在此后升速过程中，转速到达1300rpm时，瓦振就开始降低，到1500rpm恢复正常。
在1500rpm稳定运转时，在主控和就地对机组进行全面检查并完成下述空载试验：润滑油主油泵切换试验、抗燃油泵切换试验、发电机密封油系统功能试验、GRE系统UPS断电试验、发电机吹扫试验、机组轴系振动分析。完成空载试验后，于11时20分，机组在主控ECP紧急停堆控制盘上按下汽轮机保护系统手动停机按钮1GSE004TO手动打闸停机，进行转子惰转试验。
4.2汽轮发电机组超速试验
在完成发电机气密性试验后，发电机充氢至2.8bar。在投运GST定子冷却水系统后，解除GST系统临时控制措施TCA（取消4个跳机信号）。2014年8月13日2时35分，机组以50rpm/min的升速率冲转至1500rpm，在额定转速完成机组轴系测振并合格后，于4时22分在P320工程师站强制超速信号，汽轮机转速以250rpm/min速率上升至1650rpm，三个超速保护通道动作，汽轮机跳闸。在确认超速试验合格后，在转速降至1439rpm时，重新挂闸，汽机转速保持1439rpm运行。5时38分重新升速至1500rpm，进行1635rpm时超速保护试验，当转速升至1635rpm时，3个保护通道动作，汽轮机跳闸，超速试验结果合格。机组正常运行后由电气做并网前发电机及励磁系统试验。
5首次冲转试验结果及评价
从冲转时现场情况及汽轮发电机相关系统各监测数据来看，在首次核冲转过程中，一回路的温度和压力稳定、蒸汽发生器液位稳定、GCT阀门开度变化正常；且汽轮发电机组在启动升速过程、过临界及定速期间，轴承相对振动，转子胀差，转子偏心，转子轴向位移，润滑油压力，安全油压力，各径向轴承温度等重要参数均正常合格。汽轮机启动、升速、定速运行及停机动作正常，汽轮机调节控制系统满足运行要求。标志着首次核蒸汽冲转试验过程顺利平稳，试验结果圆满成功，为机组正常并网发电打下了良好基础。
参考文献：
[1]福清核电1、2号机组中级运行
[2]福清核电1、2号机组高级运行
论文作者:李晓峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/27
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