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摘要:核电站作为电力能源的主要生产基地,因此其运行的安全性就一直受到了人们的关注,并且随着当前科学技术的不断发展,也使得核电站在进行汽轮机的监测,以及故障诊断所应用的技术获得了相应的提升。对此,为了保证我国核电站运行的安全性能够得以提升,本文主要分析了核电站汽轮机在运行过程中,其自身的特点以及运行监测的一些方式,并阐述了在监控过程中故障诊断系统的整体构架,希望能够对提高核电站汽轮机监测技术的提升起到一定的作用。
关键词:核电站;汽轮机;运行特点;检测分析
前言
核电的发展从提出到运行已经经历了五十多年,其自身作为一种清洁型能源,所应用的相关技术已经十分成熟,并且其安全性也得到了验证,因此在进行城市供电时,核电厂就能够有效提高自身的电能输出量,并保证为国家的发展提供较大的电能供应量。同时,随着我国核电事业发展的速度不断加快,人们对于核电的应用关注也越来越多,在当前阶段,核电厂与火电厂一样都是以汽发电为主,但着二者对汽轮机的要求略有不同,所以在进行汽轮机的设计过程中,就必须保证其自身能够超越常规的火电汽轮机,这样才能够有效提高其运行的安全性。
一、核电汽轮机的简要概述
汽轮机的工作原理其实就是将蒸汽的热能转换为机械能,再通过涡轮的机械运动来实现能量的传递。一般情况下,汽轮机主要在热力发电厂当中应用,其自身在工作时,能够实现带动机械发电的原动力,同时在一些石化原材料的采集和核电厂的应用当中,其基本上都作为原动力机进行工作,甚至有时汽轮机还可以直接被用作驱动泵使用,因此其自身有较高的经济价值。由于蒸汽发生器在高温作用下,通常是以蒸汽的流动来实现对调节阀的应用,所以汽轮机的排口压力大小,也决定了其自身工作的效率[1]。并且,蒸汽机在压力差的作用下,可以实现在排气口进行气体流动,以此就能够实现降低温度,进而将运动能的提升。已经完成做功的蒸汽被称为乏汽,在其从排出口进行排出时,冷凝器就会发生作用,并保证在低温下可以迅速结成水,这时凝结水就会被泵体抽送,再通过蒸汽运送至发生结构处,这样就能够形成热力,并保证始终重复着这一工作,进而使得其运动势能获得增大。
二、核电汽轮机的应用、设计、维护特点
(一)核电汽轮机的应用特点
蒸汽汽轮机在应用的过程中,其自身主要的应用特点就是按照质量守恒或者是能量守恒作为基础理论,并保证作为核电系统中能够被控制的对象,因此其工作的性质就是一种模型的建立,同时通过可压缩流体来进行工作。一般情况下,通过建立其介质的模型就能够有效了解其运动网络当中各个回路的节点数据,也可以对其周围环境的热能传递进行有效检验,所以也可以说,核电站汽轮机的主要应用特点通常都是以控制其转速、压力、负荷以及应力等方式进行。
(1)核电汽轮机在应用的过程当中,其基本特点之一就是蒸汽初始参数的且运行湿度较大。由于反应堆在进行能量供给时,会使汽轮机的蒸汽参数降低,其自身内部压力一般控制在。4.0以上,7.0兆帕以下,当湿度反应为整体湿度的0.25%以上,0.4%一下,运行温度必须要控制在270度以上,这样才能够使空气当中的湿性成分发挥作用,同时使蒸汽的饱和效果能够维持其自身的运动。因此,这种数据要比一般的火电汽轮机初始参数更低一些,所以在进行常规应用的过程当中,就必须保证蒸汽始终处于同一状态,同时在进行低压运动时,也要保证湿润的蒸汽能够进入其中,这样就能够保证汽轮机的低压缸能够处于过热状态,而其他剩余部分都属于饱和状态。
(2)当进汽量和容积流量较大时,就能够保证核电汽轮机的初始参数能够有效发挥其自身的功能,也因为其初始参数较低,因此其有效焓降量只为常规火电汽轮机的一半左右,这也使得其在运作时,必须保证在同等功率下,使核电汽轮机的进气量能够达到火电汽轮机的二倍以上,同时其内在搭载的蒸汽容量的流线则应该是普通火电汽轮机的四到六倍以上,这样才能够保证其整体运行的效率可以增加。
(3)由于核电站其整体的投资成本较高,且运行费用较低,因此在进行核电汽轮机设计时,都保证了在设计中能够将核电汽轮机进行技术上的优化,以此提高其整体的运行功率,并且其自身在运行的过程中,也承担了对电网的基本符合,所以在近期所应用的一些机组当中,电气汽轮机通常功率都在600兆瓦到1500兆瓦之间,这使得其单机的最大功率能达到了1500兆瓦以上,并且在投入生产时,为了提高其整体的应用效率,则选择了2000兆瓦以上的机组,这可以进一步降低成本,并提高其整体的输电量。
(二)核电汽轮机的设计特点
由于蒸汽初始参数的流量和容积较大,这也使得在进行汽轮机设计制造时,多数都采用单一高压缸或者是多个低压缸共同运作的结构。核电汽轮机当中并没有中型压缸,且通过高压缸和多组低压缸的共同应用,就能够有效提高其整体的应用效果,并且在进行转速应用上,核电汽轮机为了保证其自身的排气容积能够达到流量的最大值,因此也选择采用了半宿机组,以此就能够实现带动其整体的运转速度[2]。值得注意的是,由于核电汽轮机在工作的过程当中处于高温高压的环境,因此其自身在材质选择上必须具有强耐腐蚀性,同时也要有防潮的功能,这样才能够降低其自身的破损速度。
(三)核电机轮机的维护特点
由于核电汽轮机在应用过程中其自身的蒸汽势能以及涡轮电动机的整体功率较大,因此必须保证其数据参数设定的恒等性,这样才能提高其工作效率的同时,有效保障其运行的流畅性。在进行维护的过程中,由于核电汽轮机在工作时,必须要通过饱和蒸汽的应用下才能提高其自身的工作性能,但是由于湿度较大就会对零部件造成冲击。对此,在进行维护时,除了要对其参数进行有效核对外,还要对其进行质量检查,这样才能够及时更替那些已经受潮、受损的零件,进而保证其整体机器运行效率的提升。
三、核电站汽轮机的监控与检测
(一)系统内部的监测功能搭载
核电站在进行工作的过程中,为了保证对其整体进行监控,就需要通过监测系统的搭载来实现对其数据的有效采集,并保证通过内在数据的备份以及网络交换来实现对数据的分析。一般而言,在数据采集系统当中,由于监控系统会感受到整体运行的压力、温度的变化和设备的转速,因此在进行实时数据采集后,就能通过计算机的受理来实现对其数据的传送,以此就能够保证在进行数据收集完毕后,可以让检查人员通过对数据的直观检查来判断机械内部的一些问题。
(二)系统的功能分类
(1)内外部实时监测
汽轮机监测系统在进行应用的过程中,能够实现对其内部的实时监测,并且也可以通过系统的划分和建立,实现多个子系统同步进行工作,这样就能够监测其整体的生产状况,并保证在数据传输完毕后,通过模型和图表的建立来表达该设备的运行状态,进而就能实现实时监测的目的。
(2)数据分析和处理
汽轮机自身所应用了数据计算、试验分析以及故障诊断等模块的内容,并且它能够对数据进行及时调用,进而就能够总结出生产报告,以显示其自身的主体功能。
(3)模块应用的偏差分析
偏差分析是指在数据库当中所提取的数据与当前数据进行参数的对比,如果其数据记录优于最优数据参数,则可以对其进行偏差数据的分析和判断,如果设备在运行时出现了缺陷,则可以通过对数据的调用来进行分析,以此来找寻其问题的缘由,并及时对其进行解决[3]。
总结
综上所述,本文简略的介绍了核电汽轮机在应用过程当中的运行特点以及在进行监测过程中对其监测的方式和构架方法进行了阐述,希望相关单位能够针对其整体运行的特点进行技术上的优化,以此才能推动我国核电技术的不断提升。
参考文献
[1]罗伟.核电站汽轮机运行特点及监测分析[J].产业与科技论坛,2017,16 (15):78-79.
[2]刘晓东.核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].山东工业技术,2016 (19):148.
[3]夏仕峰.浅谈核电站汽轮机运行特点与监测诊断[J].科技风,2015(12): 88-89.