关键词：核电汽轮机；超速影响；因素
1 引言
在核电工程建设当中，安全性可与说是建设当中的重点内容，也是设计当中需要重点考虑的问题。在安全设计当中，汽轮机超速可以说是必须能够引起重视的一项因素，需要在实际设计当中做好该因素的把握，保障设计质量。
2 超速影响因素分析
配置逆止阀
为了避免汽轮机在运行当中发生进水或者超速的情况，则需要在抽汽管道以及给水加热器上做好逆止阀的布置，在汽轮机跳闸或者甩负荷之后，避免蒸汽出现从加热器倒灌到汽轮机当中的情况。当机组在甩负荷过程当中发生超速情况时，如此时逆止阀失效，受到压差的影响，这部分蒸汽则将会倒灌到汽轮机当中并做功，以此出现转速上升的情况。通常情况下，在具体协议制定当中都要求对一路逆止阀失效时的超速数据进行提供，根据能量法数据的计算，对于百万核电机组来说，当其出现一路逆止阀实效情况时，其转速则将具有0.5%的最大增加值。而对于在超速控制方面具有较高要求的机组，在实际设计当中则需要通过1+1逆止阀方式配置处理，即在每路抽汽管道当中，以串联的方式对具有执行机构以及不具有执行机构的逆止阀进行布置。通过该种双重逆止阀保护设计方式的应用，则能够对逆止阀实效情况下可能产生的超速风险进行有效的减少。对于具有较好超速结果的机组，在用户许可的情况下，则可以仅仅将一个具有执行机构的逆止阀设置在一路抽汽管道当中。对于该情况，则可以做好在一路逆止阀实效情况下的危险工况超素质进行补充计算，以此应用在后续的考核当中。此外，在抽汽管道当中，逆止阀在其上方的布置情况也将影响到超速结果，对于汽轮机机组来说，当逆止阀同汽缸抽气口间距离较近时，逆止阀前部管道则将具有更小的腔室容积，所倒灌到其中的蒸汽量也将更少，能够有效实现超速情况的控制。而在逆止阀具体设置方面，则需要根据管道具体布置情况做好确定。
2.2 转子转动惯量
对于该属性来说，可以理解其是旋转转子的一个惯性数值，对于转子来说，其该数值的存在将对超速结果产生非常大的影响。对于百万核电机组来说，每当其具有15%的转动惯量增加时，其超速值情况则将具有1%的降低。对此，在实际设计当中，则能够通过对不同转子转动惯量的提升实现超速值的降低。根据转动惯量计算公式可以了解到，在实际设计当中，对转子转动惯量可能产生影响的因素有叶片高度、通流分析、转子质量以及跨距等，而对于通过对转子质量进行增加获得更大的转动惯量的方式，也将会对生产当中的运行风险以及制造成本进行提升，对此，在机组初步设计阶段以及选型转子阶段，即需要能够积极做好转子结构的优化，通过多方案类型的对比在对转子转动惯量进行提升的基础上实现机组超速水平的降低。
2.3 阀门延迟关闭
在实际设计当中，通常在高压缸进口前对主汽阀调阀进行设置，在同核电主蒸汽进行连接的基础上对保护以及调节进气的作用进行实现。在该过程中，调节阀以及再热主阀都在低压缸同汽水分离再热器当中的管道上设置，以此对保护以及控制目标进行实现。在机组甩符合时，主汽阀则将会对来自核岛的蒸汽进行切除，之后对来自MSR的蒸汽进行切除，以此避免机组超速问题的发生。根据超速计算相关原理，当机组处于超速状态时，阀门关闭延迟情况的存在，则会使得部分高温高压蒸汽因此进入到汽轮机的低压缸以及高压缸当中，在对转子旋转起到一定加速作用的基础上使其获得更高的转速。对于阀门关闭以及延迟时间来说，其将直接决定进入汽轮机能量、阀门信号延迟时间以及进入汽轮机能量，并因此对汽轮机的具体超速性能产生较大的影响。通常情况下，在实际设计当中，在不对机组成本增加因素进行考虑、保证能够对管道汽锤工况且考核需求进行满足的基础上，对具有较短关闭时间、较短延迟时间的阀门选择在超速结果控制方面即能够获得较好的效果。
2.4 湿蒸汽影响
同火电机组相比，核电机组具有湿度大以及参数低的特点，在实际进行超速计算时，需要能够对腔室内部水分闪蒸的能量进行充分的考虑。当汽轮机甩负荷时，阀门将关闭，此时腔室内的压力将下降，其中积聚的水分将被闪蒸，在对具有一定温度压力蒸汽形成的基础上做功，使汽轮机表现出更高的转速。同时，在核电机组当中，通常都具有除湿结构的设计，包括有疏水除湿系统以及隔板上去湿沟等，这部分结构的存在，则能够在发挥作用的基础上对腔室内部水分的残留以及聚集情况进行有效的减少。同时，在气缸金属表面以及叶片湿蒸汽区位置，也将具有一定厚度水膜的形成，同样具有闪蒸能力。在实际工作中，目前经常使用的方式即通过加热除湿以及末级隔板的使用对在叶片表面附着的水分进行带走，其原理为：在生产中使用末级空心静叶设计，对于该类静叶来说，其使用板材进行冲压成型处理，内部为空心结构，在实际生产中，需要在叶片的合适区域对细槽进行加工，此时，在叶片空心同流道间具有负压，并因此使静叶表面上的水分在受压的情况下被叶片空心部位吸入并排出。对于空心静叶来说，其在除湿效果方面具有较好的表现，其同实心叶片具有一样的形状，能够在对通流效率进行满足的基础上达到除湿目标。同时，加热低压末级隔板也是一种较好的除湿方式，在隔板静叶当中，对较为特殊的中空结构进行了使用，能够实现间壁式换热器的等效处理。在隔板的内侧位置，则对高品质蒸汽进行了使用，由内侧通道蒸汽参数对具体蒸发水量的数值进行确定。
3 结束语
在上文中，我们对核电汽轮机超速影响因素进行了一定的研究。在实际汽轮机设计当中，需要能够做好这部分影响因素的把握，以科学措施的应用做好因素控制，保障汽轮机的安全稳定运行。
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论文作者:刘本帅,杨珂
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/7
标签：汽轮机论文; 机组论文; 核电论文; 转子论文; 蒸汽论文; 惯量论文; 基础上论文; 《电力设备》2018年第3期论文;