核電廠汽輪發(fā)電機(jī)儀表和控制技術(shù)條件

華北電力設(shè)計院有限公司、中廣核工程有限公司、深圳中廣核工程設(shè)計有限公司。

唐海鋒、陳明、呂愛國。 2100433B

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠汽輪發(fā)電機(jī)本體范圍內(nèi)及隨本體供貨的氫、油、水系統(tǒng)的儀表與控制技術(shù)的基本要求、成套提供的儀表與控制設(shè)備的基本要求及其試驗和驗收的要求。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于1000MW級及以上容量采用水氫氫冷卻方式的核電廠汽輪發(fā)電機(jī)組。

適用于壓水堆核電廠汽輪機(jī)控制系統(tǒng)供應(yīng)商廠內(nèi)和核電廠的仿真調(diào)試。

核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計劃

2017年7月21日，國家標(biāo)準(zhǔn)計劃《核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件》（20171011-T-604）下達(dá)，項目周期24個月，由中國電器工業(yè)協(xié)會提出，TC172（全國汽輪機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會）歸口上報及執(zhí)行，主管部門為中國電器工業(yè)協(xié)會。

• 發(fā)布實施

2020年3月31日，國家標(biāo)準(zhǔn)《核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件》（GB/T 38653-2020）由中華人民共和國國家市場監(jiān)督管理總局、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布。

2020年10月1日，國家標(biāo)準(zhǔn)《核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件》（GB/T 38653-2020）實施。

核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件制定依據(jù)

國家標(biāo)準(zhǔn)《核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件》（GB/T 38653-2020）依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件起草工作

主要起草單位：東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司、國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司、哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司、東方電氣股份有限公司、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、上海電氣電站設(shè)備有限公司上海電站輔機(jī)廠。

主要起草人：鄧科、陳鑫、趙治軍、袁寧、張彥軍、許寶軍、胡方、陳健、劉軍良、王錦生、陳輝、王琳、李國驥、劉學(xué)、張義。

對核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機(jī)組等核電廠主設(shè)備的性能以及對核電廠滿功率運行時的關(guān)鍵運行指標(biāo)進(jìn)行考核，以檢驗核電廠建成后是否達(dá)到合同規(guī)定的性能保證值的試驗工作。當(dāng)核電廠完成全部單系統(tǒng)試驗、預(yù)運行試驗、裝料、臨界和各臺階的功率試驗之后，若條件允許應(yīng)及時進(jìn)行核電廠的性能試驗。核電廠性能試驗要求機(jī)組在滿功率附近進(jìn)行，而滿功率示范運行對機(jī)組功率有類似要求，所以核電廠性能試驗一般情況下可與滿功率示范運行結(jié)合起來做。一般情況下，性能考核應(yīng)在商業(yè)運行日之前完成，性能考核試驗也是整個調(diào)試階段的一部分，但也有可能由于供貨商或業(yè)主的原因要將某項考核試驗予以推遲或在采取糾正行動后重復(fù)進(jìn)行，為此要在供貨合同中規(guī)定相應(yīng)條款。

試驗時的運行工況 在進(jìn)行性能試驗時機(jī)組應(yīng)已在額定功率下穩(wěn)定運行了若干小時，且機(jī)組功率穩(wěn)定在95%~100%額定功率范圍內(nèi)。核電廠應(yīng)保證正常運行時需投運的所有系統(tǒng)應(yīng)均投入使用。蒸汽發(fā)生器排污和二回路補(bǔ)水等系統(tǒng)應(yīng)暫停。電網(wǎng)頻率，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，一、二回路的溫度、壓力和流量以及蒸汽發(fā)生器水位、凝汽器真空等主要參數(shù)應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定不變。這樣可以減少對測定數(shù)據(jù)的修正。

試驗方法和要求 性能試驗一般由業(yè)主組織進(jìn)行，設(shè)備供應(yīng)商可以參與性能試驗的全過程，性能試驗的全部或部分也可以由業(yè)主與供貨商雙方認(rèn)可的獨立第三方進(jìn)行。在核電廠的供貨合同中一般都規(guī)定了有關(guān)性能試驗的試驗方法、試驗標(biāo)準(zhǔn)和考核要求。根據(jù)這些試驗方法、標(biāo)準(zhǔn)和要求，業(yè)主編寫或委托編寫全部性能試驗的試驗程序，經(jīng)設(shè)備供貨商審核同意并由業(yè)主最終批準(zhǔn)后實施。試驗結(jié)束后完成試驗報告，給出試驗結(jié)果是否滿足合同要求的分析結(jié)論。

試驗儀表 性能試驗所用儀器儀表可以由業(yè)主提供，供貨商認(rèn)可，也可以由供貨商提供，業(yè)主認(rèn)可。試驗儀表必須符合合同規(guī)定的對試驗儀表的技術(shù)要求，尤其是精確度要求。試驗儀表在試驗前應(yīng)由業(yè)主和供貨商雙方認(rèn)可的獨立第三方進(jìn)行標(biāo)定，且雙方均可對標(biāo)定過程進(jìn)行見證。

試驗項目 核電廠性能試驗按照合同規(guī)定一般需進(jìn)行核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度、機(jī)組電功率、機(jī)組熱耗率、廠用電消耗、機(jī)組噪聲、振動等各項性能試驗。每項試驗可以單獨進(jìn)行，也可以插在滿功率示范運行過程中進(jìn)行。單獨試驗時，應(yīng)在機(jī)組連續(xù)運行24h之后進(jìn)行。

核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度 通過核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出端蒸汽參數(shù)的測量，可得到其輸出熱功率。對于采用自然循環(huán)式蒸汽發(fā)生器的壓水堆和沸水堆而言，其輸出端為飽和蒸汽。為確定其焓值，除測量出口端的蒸汽壓力外還必須測定其相對濕度，而且相對濕度本身也往往就是合同規(guī)定所要考核的輸出端蒸汽品質(zhì)的指標(biāo)。測量相對濕度的辦法一般是在給水中加入一定濃度的放射性示蹤元素(一般為24Na)或穩(wěn)定化學(xué)元素(一般為銫)，通過測量輸出端蒸汽凝結(jié)水中所含添加元素的濃度即可推算出蒸汽的相對濕度。

在考核試驗之前，一般先在低于額定功率的工況下通過測定輸出端熱功率來標(biāo)定反應(yīng)堆的核測量儀表(輸出端的熱功率要扣減反應(yīng)堆冷卻劑泵的熱功率份額和穩(wěn)壓器電加熱份額才是反應(yīng)堆的熱功率)。然后才能按照標(biāo)定后的核測量儀表指示把反應(yīng)堆功率提升并穩(wěn)定在額定值，并在此額定功率水平下測定輸出端蒸汽參數(shù)。對于壓水堆核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，合同所保證的輸出端參數(shù)一般都考慮了蒸汽發(fā)生器的堵管率和污垢系數(shù)，在對實測數(shù)據(jù)分析時要扣除新蒸汽發(fā)生器對蒸汽參數(shù)帶來的附加裕量。

機(jī)組電功率 指汽輪機(jī)在規(guī)定的終端參數(shù)下運行時通過發(fā)電機(jī)輸出端測得的發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流計算的發(fā)電機(jī)輸出電功率。機(jī)組最大連續(xù)功率(MCR)是由供貨商給定的當(dāng)汽輪機(jī)運行在額定參數(shù)條件下的汽輪發(fā)電機(jī)組輸出端的電功率。在發(fā)這一功率時，機(jī)組能在規(guī)定的終端參數(shù)下，在不超過設(shè)計壽命的條件下可無限期地運行。該功率通常對應(yīng)有一熱耗率保證值，這時汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥不一定要全部開啟。最大連續(xù)功率也稱額定功率、額定出力或額定負(fù)荷。

機(jī)組熱耗率 指機(jī)組發(fā)出單位電量(kW·h)所消耗的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)熱功率(kJ)，其計算公式是：機(jī)組熱耗率=機(jī)組額定熱功率(MW)×3600/機(jī)組額定電功率(MW)。由于機(jī)組熱耗率是衡量機(jī)組整個熱力系統(tǒng)熱效率的參數(shù)，整個熱力系統(tǒng)中的相關(guān)熱力設(shè)備的性能要求都應(yīng)在合同中加以規(guī)定，作為機(jī)組熱耗率保證值測量所依據(jù)的條件。如果給水回?zé)峒訜崞鞑话ㄔ谄啓C(jī)供貨商的合同范圍，買方最好在其技術(shù)條件中提供附有充分?jǐn)?shù)據(jù)的給水加熱系統(tǒng)圖，以便于計算出整個裝置的熱耗率保證值，否則供貨商應(yīng)在合同中闡明計算保證熱耗率時采用的給水加熱器數(shù)目和分布、各給水加熱器的端差和汽輪機(jī)到各加熱器之間的壓降。汽水分離再熱器若不包括在汽輪機(jī)供貨合同中則也應(yīng)采取同樣方法進(jìn)行處理。如果汽輪機(jī)供貨合同包括了給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，則應(yīng)將給水抽汽回?zé)峒墧?shù)、加熱器數(shù)目和分布、給水泵在給水加熱系統(tǒng)中的位置、供貨終端所要求的給水溫度及其允許偏差、加熱器的端差等技術(shù)要求在合同中加以規(guī)定。如果有些裝置不屬于供貨商的范圍，如加熱器、閥門、管道或泵，而其性能與保證值所依據(jù)的條件有所不同，則在合同階段汽輪機(jī)供貨商應(yīng)有機(jī)會或者調(diào)整其保證值，或者對熱力驗收試驗結(jié)果按商定辦法進(jìn)行修正。

廠用電消耗 一般是通過實際測量在機(jī)組正常運行時需連續(xù)運行或運行時間超過50%的電機(jī)負(fù)荷，或測量廠用變壓器的負(fù)荷，再進(jìn)行計算的。對廠用電各項負(fù)荷，在合同中均按項列出。

其他考核項目 有些合同中規(guī)定，要考核運行能力，如最大負(fù)荷變化率、甩負(fù)荷不停堆能力、甩負(fù)荷不停機(jī)能力等。有些合同還規(guī)定要考核機(jī)組噪聲、振動和發(fā)電機(jī)溫升、發(fā)電機(jī)漏氫率等。具體項目與數(shù)據(jù)，均在合同中列出。對于循環(huán)水泵流量的測量一般在循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束時就可進(jìn)行，類似這樣的性能試驗可在機(jī)組性能試驗之前進(jìn)行。

性能試驗結(jié)果的處理 由于性能試驗不一定是在合同規(guī)定的試驗條件下進(jìn)行的，因此考核其出力、效率的保證性能時，應(yīng)對實測結(jié)果以適當(dāng)?shù)男拚€加以修正。其中對試驗結(jié)果影響最大的是循環(huán)冷卻水的溫度。試驗時的溫度如與設(shè)計溫度有偏離，則應(yīng)按給定曲線進(jìn)行修正。對廠用電要進(jìn)行電壓、溫度、濕度和取水水位等修正。

滿功率示范運行 目的是考驗核電廠能在設(shè)計的額定功率下安全可靠地連續(xù)運行。一般要求按核電廠正常運行工況連續(xù)滿功率穩(wěn)定運行100~120h，功率波動應(yīng)保持在 0~-5%范圍內(nèi)，不能發(fā)生功率降低或中斷運行的情況。試驗過程要由記錄儀監(jiān)測發(fā)電機(jī)總電功率、反應(yīng)堆熱功率水平、蒸汽發(fā)生器的給水流量和水位以及主蒸汽流量等。每班必須對運行情況，包括負(fù)荷變化的原因和設(shè)備不正常情況等做好詳細(xì)記錄。在滿功率示范運行過程中可以結(jié)合進(jìn)行性能測定試驗，因為核電廠已經(jīng)處于較長時間的滿功率穩(wěn)定工況下運行，對于進(jìn)行性能測定試驗是十分有利的。當(dāng)連續(xù)100~120h滿功率運行結(jié)束，達(dá)到了考驗?zāi)康模⑶液穗姀S的主要系統(tǒng)和部件以及輻射防護(hù)方面均未發(fā)生不可接受的異常情況時，核電廠將投入商業(yè)運行，同時業(yè)主將開始與設(shè)備供貨商著手設(shè)備的驗收工作。有些合同規(guī)定，在性能試驗前，進(jìn)行四個星期或700h的試運行作為示范運行。試運行時的功率不低于滿功率的80%，并包括100h的連續(xù)滿功率運行。

當(dāng)核電廠完成機(jī)組調(diào)試、性能試驗和示范運行，核電廠的系統(tǒng)和設(shè)備經(jīng)試驗考核全部達(dá)到其技術(shù)性能和要求時，核電廠投入正常運行。這時，核電廠的管理由業(yè)主的工程建設(shè)部門移交給業(yè)主的生產(chǎn)運行部門，核電廠正式投入商業(yè)運行。2100433B