Быстродействующая редукционная установка для отбора пара в конденсатор БРУ-К

 

БРУ-К RC11S01, RC11S02, RC12S01, RС12S02 предназначена:

· отвода остаточных тепловыделений реактора;

· расхолаживания 1-го контура в пароводяном режиме;

· защиты 2-го контура от превышения давления;

· регулирования давления в паровом коллекторе в режимах нормальной эксплуатации (пуск или останов, увеличение или снижение нагрузки и т.д.).

 

В системе установлено четыре БРУ-К, производительность каждой – 900 т/ч при рабочем давлении пара до них 60 кгс/см². Время открытия (закрытия) электроприводом – 15 с.

БРУ-К состоит из запорно-дроссельных клапанов Ду300/350 с электроприводом и двух ступеней гашения давления. Клапаны устанавливаются вертикально и имеют два входных патрубка Ду300. Сдросселированный пар входит через один отводящий патрубок Ду350. Две ступени гашения давления устанавливаются последовательно за клапаном.

БРУ-К работают в 2-х режимах:

1. Пуско-остановочный режим “Работа-1”.

В режиме “Работа-1” БРУ-К используются для регулирования скорости разогрева (20°С/час) и расхолаживания (30°С/час, 60°С/час). Разогрев прекращается автоматически после достижения давления пара в ГПК 64 кгс/см², расхолаживание прекращается при снижении температуры пара до 80°С.

2. Стерегущий режим “Работа-2”.

В режиме “Работа-2” БРУ-К нормально закрыты и введен запрет на их открытие. Запрет открытия БРУ-К снимается и регуляторы открывают клапаны RC11,12S01, RC11S02, RС12S02 при:

· поступлении из ЭГСР сигнала сброса нагрузки по скорости изменения заданной мощности;

· повышении давления пара до 68 кгс/см2.

 

Цифровые регуляторы БРУ-К предназначены для:

· ограничения величины давления пара в главном паровом коллекторе при сбросах электрической и паровой нагрузки турбогенератора;

· регулирования давления пара в ГПК при пуске и начальном нагружении турбины;

· регулирования скорости расхолаживания блока при останове.

 

Регуляторы воздействуют на:

· клапаны БРУ‑К RC11S01, RC11S02, RC12S01, RC12S02 и

· задвижки RC20S01,S02 подачи конденсата на впрыск в пароприемные устройства.

 

Регулируемый параметр:

· заданное значение давления 64 кгс/см2;

· заданная скорость разогрева 20±2 °С/ч;

· заданная скорость расхолаживания 30±2 °С/ч или 60±2 °С/ч.

 

Закон регулирования

· пропорционально-интегральный;

Во всех режимах работы регуляторы БРУ‑К поддерживают равным нулю разбаланс:

 

ei = Р_ТЕК – Р_ЗАД + a1 * DN_СБР – a2 * Si, где

Р_ТЕК - текущая величина давления пара, кгс/см2;

Р_ЗАД - заданное давление пара, кгс/см2;

DN_СБР - величина сброшенной нагрузки, МВт;

Si - положение i-го клапана, %

a1=a2= 0.04 - масштабные коэффициенты;

 

Режим работы

 

Выбор режима работы БРУ‑К производится автоматически по состоянию стопорных клапанов турбины и выключателей генератора КАГ‑24 и воздушных выключателей блока. Режим работы БРУ‑К индицируется на пульте управления БЩУ.

При включении режима “Работа 1” в регуляторах БРУ‑К запоминается величина давления пара в ГПК и в дальнейшем регуляторы поддерживают давление на запомненном уровне с неравномерностью 0.04 кгс/см2/%. Регуляторы получают основной сигнал по давлению пара в ГПК и сигналы обратной связи по положениюсоответствующегоклапана. Последняя обеспечивает устойчивость совместной работы четырех регуляторов и синхронизацию положения клапанов БРУ‑К.

В режиме “Работа 1” БРУ‑К могут использоваться для регулирования скорости расхолаживания блока. При этом заданное значение давления изменяется таким образом, чтобы обеспечивалась постоянная скорость изменения температуры пара в ГПК:

Рзад.= f(Трасч.), где

 

Трасч.=Тнач.+ DТ ´ t

Тнач.=x(Рнач.)

Рзад. - заданное давление пара

Трасч. - расчетное значение температуры пара

Тнач., Рнач. - начальное значение температуры и давления пара (в момент включения расхолаживания);

DТ - скорость расхолаживания;

t - время от включения расхолаживания;

f(Т), x(Р) - функциональные зависимости давления насыщенного пара от температуры и температуры насыщенного пара от давления.

Заданная скорость расхолаживания составляет - 30 °С/ч (“Расх.1”) или 60 °С/ч (“Расх.2”). Выбор скорости изменения температуры производится нажатием соответствующих кнопок на пульте управления БРУ‑К.

Расхолаживание прекращается автоматически после снижения температуры пара Трасч. до 80 °С.

 

В стерегущем режиме “Работа‑2” клапаны БРУ‑К закрыты и введен запрет их открытия. Запрет открытия БРУ‑К снимается и регуляторы открывают клапаны БРУ‑К в следующих случаях:

1. При поступлении из электрогидравлической системы регулирования турбины (ЭГСР) сигнала о сбросе нагрузки ТГ и подтверждении сигнала сброса нагрузки по скорости изменения заданной мощности N_ЗАД.

Сигнал о сбросе нагрузки формируется ЭГСР при:

· отключении выключателей генератора КАГ‑24 или выключателя блока;

· закрытии двух из четырех стопорных клапанов турбины;

· повышении частоты вращения ротора турбины и разгрузки ТГ в режиме регулирования частоты.

При работе по признаку сброса нагрузки в регуляторах БРУ‑К запоминается величина давления пара, имевшая место за 1 с до сброса, и регуляторы в дальнейшем поддерживают с неравномерностью 0.04 кгс/см2/% запомненную величину. В регуляторах также запоминается значение заданной мощности ЭГСР до сброса N_0ЗАД и рассчитывается величина сброса нагрузки:

DN_СБР = N⁰_ЗАД – N¹_ЗАД, где

 

N_0ЗАД - заданная мощность в ЭГСР до сброса нагрузки.

N_1ЗАД - текущее значение заданной мощности в ЭГСР после сброса нагрузки.

 

Величина DNзад. ограничивается сверху на уровне 40% N_НОМ, соответствующем производительности деаэраторов в режиме холодного питания.

Открытие БРУ‑К при сбросе нагрузки производится пропорционально величине сброса. В случае, если величина сброса мощности не превышает 40% N_НОМ, за счет открытия БРУ‑К давление пара после первоначального роста быстро восстанавливается до номинального значения, при этом регулятор мощности реактора (АРМ) остается сбалансированным, поэтому разгрузки реактора не происходит. Для приведения мощности реактора в соответствие с мощностью турбины в регуляторах производится постепенное уменьшение N_ЗАД до текущего значения N_ЗАД. При этом уменьшается DN_ЗАД и клапаны БРУ‑К прикрываются, происходит рост давления пара и АРМ снижает мощность реактора. Скорость разгрузки реактора в среднем равна скорости уменьшения N_ЗАД, которая, в свою очередь, соответствует плановой скорости изменения мощности – 10 МВт/мин.

 

В случае, когда фактическая величина сброса нагрузки ТГ превышает 40% N_НОМ, открытие БРУ‑К за счет ограничения величины DNзад не полностью компенсирует сброс нагрузки, при этом давление пара возрастает (~0.04 кгс/см2/%) и АРМ быстро разгружает реактор.

Когда сброс через БРУ‑К уменьшится до 40% N_НОМ, давление пара восстановится и дальнейшая разгрузка реактора будет происходить медленно с темпом уменьшения величины N_ЗАД.

 

На величину N_ЗАД в регуляторах БРУ‑К наложено ограничение по нижней границе регулировочного диапазона реактора (40% N_НОМ), определяемой из условий устойчивой работы систем регулирования. За счет этого ограничения при полном сбросе нагрузки ТГ разгрузка реактора будет происходить не до нуля, а до величины нижней границы. Предусмотрена возможность блокировки ограничения для случая длительного останова блока.

 

2. При повышении давления пара до 68 кгс/см2.

 

Повышение давления без поступления из ЭГСР сигнала по сбросу нагрузки может происходить в следующих случаях:

· сброс нагрузки при работе на гидравлической системе регулирования;

· разгрузка турбины оператором воздействием на кнопки ручного управления в режиме ручного управления РК;

· при разгрузке блока по команде технологических защит ограничения мощности;

· при импульсном ограничении мощности турбины.

 

При повышении давления пара до 68 кгс/см2 и отсутствия признака сброса нагрузки в регуляторы БРУ‑К вводится задание по давлению 64 кгс/см2.

Одновременное поддержание давления ЭГСР и регуляторами БРУ‑К может привести к неустойчивым переходным процессам. В цифровых регуляторах в режиме “Работа 1” и в режиме “Работа 2” со снятым запретом открытия БРУ‑К формируется сигнал, по которому при включенном состоянии выключателей генератора ЭГСР переводится в режим регулирования мощности (РМ) и включение режимов регулирования давления в ЭГСР блокируется.

Регулирующие клапаны RС21,22S01 находятся на дистанционном управлении и открыты на 75%. Задвижка RС20S01 открывается при начале открытия любого БРУ‑К RС11,12S01,02. При отказе RС20S01 открыть RС10S02.

Закрытие задвижек производится в режиме “Работа 2” после закрытия всех БРУ‑К с выдержкой 20 с. Одновременно вводится программный запрет открытия клапанов БРУ‑К.

 

В регуляторах БРУ‑К осуществляется технологический запрет открытия и принудительное закрытие БРУ‑К в следующих случаях:

· срабатывание защит со срывом вакуума в конденсаторе, а также защит, запрещающих горячие сбросы в конденсатор. Сигнал запрета формируется в схеме защит и передается в регуляторы БРУ‑К;

· повышение давления в конденсаторе до 0.23 кгс/см2;

· понижение менее 12 кгс/см2 в течение 30 с давления конденсата на впрыске в пароприемные устройства до задвижек RC20S01,S02. Запрет вводится по сигналу датчика давления программным путем;

· подача команды на открытие задвижек RC20S01,S02 и их закрытом состоянии с выдержкой времени 20 с;

· прикрытие клапана RС21S01(RС22S01) до 50% - закрыть с запретом открытия RC11S01,S02(RC12S01,S02);

· повышение температуры пара на входе в ППУ RC11(RC12) более 100 °С - закрыть с запретом открытия RC11S01,S02(RC12S01,S02).

 

Блокировки БРУ-К

 

В регуляторах БРУ‑К реализованы блокировки:

· по открытию клапанов RC11,12S01,S02 при повышении давления в ГПК до 68 кг/см2

· по закрытию клапановRC11,12S01,S02 при снижении давления в ГПК до 58 кгс/см2.

 

Блокировка на закрытие клапанов RC11,12S01,S02 при снижении давления в ГПК до 58 кгс/см2 вводится после повышения давления в ГПК выше 58 кгс/см2 и выводится в режиме расхолаживания.

Блокировки действуют независимо от положения ключей БРУ‑32 “дистанция” или “автомат”.

 

 

Совместная работа регуляторов БРУ-К, АРМ-5С и ЭГСР

 

При пуске блока и включении в БРУ‑К режима “Работа 1” (индицируется транспарантом на пульте управления) АРМ‑5С должен работать в режиме стабилизации нейтронной мощности “Н”. Тогда после включения генератора в сеть в ЭГСР включится режим РМ.

По мере нагружения турбины клапаны БРУ‑К закроются и с выдержкой времени 20 с регуляторы БРУ‑К переключатся в стерегущий режим “Работа 2”. Одновременно ЭГСР переключаются в режим поддержания давления РД‑1.

Далее АРМ может быть переключен в режим регулирования давления “Т”, а ЭГСР - в режим РДМ.

Для нормального функционирования в регуляторах БРУ‑К алгоритма регулирования глубины и скорости разгрузки реактора необходимо поддерживать АРМ в режиме “Т”. Если АРМ включен в режим “Н”, то по факту повышения давления пара при разгрузке блока он переключится в “Т”, однако разгружать реактор при этом необходимо непрерывным воздействием на органы регулирования реактора, пока давление не восстановится до номинального значения, т.е. пока БРУ‑К не закроются.

 

БРУ-СН

 

Быстродействующие редукционные установки сброса пара в коллектор пара собственных нужд (БРУ-СН) RQ11S01, RQ12S01 предназначены для подачи пара в КСН и отвода пара при расхолаживании РУ.

 

БРУ-СН (RQ11,12S01) является резервным источником пароснабжения КСН от главного парового коллектора (ГПК). На энергоблоке установлено две БРУ-СН, производительностью 400 т/ч каждая при рабочем давлении пара до них 60 кгс/см² и противодавлении 12 кгс/см² и расчетной температурой рабочей среды 275°С.

Установка БРУ-СН представляет собой запорно-дроссельный клапан с условным проходом 300 мм, с двусторонним подводом пара от ГПК. Время открытия от электропривода составляет 10 – 15 с.

Оператор должен закрыть БРУ-СН RQ11S01, RQ12S01:

· При разрыве ГПК

· При разрыве коллектора собственных нужд на неотсекаемом участке.

 

Регуляторы БРУ‑СН предназначены для:

 

· поддержания заданного давления пара в коллекторе собственных нужд при частичных нагрузках блока (до 80% N_НОМ.), автоматического резервирования пароснабжения СН при питании КСН от 3 отбора.

 

Регулируемый параметр:

· давление пара в КСН. Заданное значение давления 10 кгс/см². Точность поддержания давления ± 0.5 кгс/см².

 

Закон регулирования:

· пропорционально-интегральный.

 

Управляющее воздействие:

· изменением расхода пара из ГПК в КСН.

 

 

Состав АСР:

· регулирующие клапана RQ11S01, RQ12S01;

· сигнал давления в КСН, датчик поз. RQ11P01B1, типа “Сапфир‑22ДД”, пределы измерения 0-16 кгс/см^2;

· цифровой регулятор на базе АСУТ‑1000‑2;

 

 

Во всех режимах работы регуляторы БРУ‑СН поддерживают равным нулю разбаланс:

 

e_i = Р_ТЕК – Р_ЗАД

где

· Р_ТЕК - текущая величина давления пара в КСН, кгс/см²;

· Р_ЗАД - заданное давление пара в КСН, кгс/см²;

 

Регуляторы БРУ‑СН управляют следующими исполнительными механизмами:

· RQ11S01, RQ12S01 - клапаны быстродействующей редукционной установки собственных нужд;

· RD34S03 - задвижка на линии подачи пара в КСН от третьего отбора турбины;

· RQ50S01, S02, S03 - задвижка на основной и задвижка и клапан на байпасной линии подачи пара от КСН к приводным турбинам ТПН;

· RB50S02 - задвижка на линии подачи пара к приводным турбинам ТПН от третьего отбора за СПП.

 

Режимы работы регуляторов:

 

1. Питание КСН паром от БРУ‑СН

 

Регуляторы БРУ‑СН поддерживают постоянную величину давления пара в КСН воздействием на клапаны RQ11S01, RQ12S01. Управление клапанами производится в следующей последовательности:

· при включенных на автоматическое управление обоих клапанах RQ11S01, RQ12S01 вначале полностью открывается RQ11S01, затем - RQ12S01. Закрытие клапанов происходит в обратном порядке;

· при включенном на автоматическое управление RQ11C01 и отключенном (отказавшем) RQ12C01 воздействие передается на клапан RQ11S01;

· при включенном на автоматическое управление RQ12C01 и отключенном (отказавшем) RQ11C01 воздействие передается на клапан RQ12S01.

 

2. Питание КСН паром от третьего отбора турбины

Регуляторы БРУ‑СН включены в стерегущий режим, при котором на открытие БРУ‑СН налагается программный запрет. Запрет открытия БРУ‑СН снимается и регуляторы начинают поддерживать давление в КСН при:

· отключении выключателя генератора (КАГ‑24, ВНВ‑330(750));

· закрытии (двух из четырех с разных сторон) стопорных клапанов турбины;

· отключении любого из ТПН;

· отключении любого из главных циркуляционных насосов (ГЦН);

· снижении давления пара в КСН до 7.5 кгс/см2;

 

Блокировки БРУ‑СН вводятся после повышения давления пара в ГПК при пуске блока до 60 кгс/см² и суммарном открытии клапанов БРУ‑К более 15%, включенном состоянии выключателя генератора, и выводятся при расхолаживании блокапри давлении в ГПК, меньшем 40 кгс/см².

При отключении выключателя генератора или закрытии стопорных клапанов турбины дополнительно к снятию запрета открытия БРУ‑СН производится их кратковременный подрыв:

· Вначале, в течение 2 с, производится открытие RQ11S01 (или RQ12S01, если RQ11C01 отключён).

· Если через 3 с после подачи команды подрыва клапан RQ11S01 остался в закрытом положении, подаётся команда на отключение RQ11C01 и формируется в течение 2 с команда открытия второго БРУ‑СН - RQ12S01.

Подрыв клапанов БРУ‑СН не производится, если давление в ГПК меньше 56 кгс/см2, что предотвращает расхолаживание первого контура через БРУ‑СН в случае, если отключению турбины предшествовало отключение реактора (срабатывание аварийной защиты).

 

При переводе питания КСН на БРУ‑СН формируется команда на закрытие задвижки RD34S03 на линии подвода пара в КСН от третьего отбора турбины.

 

3. Перевод питания КСН с БРУ‑СН на третий отбор турбины

 

Перевод питания КСН с БРУ‑СН на третий отбор турбины производится оператором после повышения давления в отборе выше 9 кгс/ см² подачей команды на открытие задвижки RD34S03.

После начала открытия RD34S03 и при условии, что давление в КСН больше 7.5 кгс/см², в регуляторе БРУ‑СН производится плавное снижение задания по давлению в КСН с 10 кгс/см² до 9 кгс/см² в течение 10 с, что приводит к прикрытию клапанов RQ11S01, RQ12S01. После полного открытия RD34S03 клапаны БРУ‑СН закрываются непрерывной командой.

 

4. Перевод питания КСН от третьего отбора турбины на БРУ‑СН

 

При переводе питания КСН от третьего отбора на БРУ‑СН по факту снижения давления в КСН до 7.5 кгс/см², задвижка RD34S03 закрывается автоматически и с выдержкой времени 100 с вводится запрет на её открытие.

При переводе питания КСН с третьего отбора на БРУ‑СН регулятор включается в работу безударно с величиной задания 9 кгс/см² и далее задание по давлению плавно повышается до номинальной величины (10 кгс/см²). Задвижка RD34S03 автоматически закрывается.

Запрет на открытие RD34S03 снимается при повышении давления в третьем отборе до 8.5 кгс/см².

 

5. Перевод пароснабжения ТПН

 

Регулятор открывает подачу пара на ТПН от КСН при:

· сбросе нагрузки турбогенератора (закрытие стопорных клапанов турбины, отключение выключателя генератора);

· отключении любого из ГЦН;

· отключении одного из ТПН;

· снижении давления пара в третьем отборе за СПП до 7.5 кгс/см2.

 

Перевод питания происходит следующим образом:

· вначале, регулятор формирует команды на открытие основной и байпасной линии подачи пара к ТПН (RQ50S01 - RQ50S03),

· после начала открытия одной из линий регулятор закрывает подачу пара к ТПН от третьего отбора за СПП RB50S02,

· через 5 мин после открытия основной линии подачи пара от КСН регулятор закрывает байпасную линию (RQ50S02, RQ50S03).

 

Одновременное воздействие регулятора при переводе питания ТПН на арматуру основной и байпасной линии повышает надежность пароснабжения ТПН.

 

Перевод питания ТПН с КСН на третий отбор турбины за СПП производится вручную оператором при давлении в отборе, большем 7.5 кгс/см². При начале закрытия задвижки RQ50S01 регулятор формирует команду на открытие RB50S02.

При давлении в III отборе за СПП менее 7.5 кгс/см² с выдержкой времени 100 с на открытие RB50S02 накладывается запрет. Запрет снимается при повышении давления более 7.5 кгс/см².