高温气冷堆核电站主氦风机调试方法与流程

1.本发明属于高温气冷堆主氦风机调试技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法。


背景技术：

2.球床模块式高温气冷堆核电站(htr-pm)采用氦气作为一回路冷却剂，htr-pm主氦风机驱动一回路冷却剂在一回路内循环，传递核反应释放的热量，功能相当于压水堆的主泵。但该主氦风机与压水堆主泵在结构及运行方式上均存在很大区别。
3.主氦风机必须能够提供足够的流量与压力升以满足一回路冷却剂流动及载热需求，根据反应堆功率调节一回路冷却剂流量，同时还需要求其在结构上能满足防止一回路冷却剂泄漏。为满足上述功能，主氦风机设计为大型、立式、高速变频机组，采用了大量的创新技术，突破了大型立式机组的转速范围和结构型式，是世界上第一台采用电磁悬浮轴承的反应堆设备。
4.htr-pm主氦风机为立式单级离心风机，位于蒸汽发生器顶端的压力容器内部，其周围工作环境为一回路冷却剂。叶轮悬臂安装于驱动电机轴端，穿轴处设有迷宫密封装置阻止下侧风机腔250℃氦气直接流入电机腔。主氦风机采用电磁轴承作为轴系支承，单机功率高达4500kw，调速范围为400～4000rpm，此功率规模及转速的风机在国内外均没有成熟的模型可借鉴。
5.鉴于目前尚无完全适用于高温气冷堆主氦风机的调试方法，需要制定合理可行的htr-pm主氦风机调试方法，以对主氦风机功能进行全面充分地验证，基于此，本发明提出一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法。
7.本发明提供一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法，包括：在预设条件下，对所述主氦风机的运行性能进行测试；
8.对所述主氦风机的刹车和惰转性能进行测试；
9.对所述主氦风机的挡板运行进行试验。
10.可选的，所述对所述主氦风机的运行性能进行测试，包括：
11.按多个档位将所述主氦风机的转速逐渐增大至目标转速，以每个所述档位对应的转速运行10min～20min，通过获取各对应转速下的参数以得到试验曲线。
12.可选的，所述试验曲线包括流量～转速曲线、压力升～转速曲线以及功率～转速曲线。
13.可选的，档位的数量为10个。
14.可选的，所述对所述主氦风机的刹车和惰转性能进行测试，包括：
15.所述主氦风机转速保持在额定转速时，对所述主氦风机进行变频器控制刹车停机，并获取转速变化和时间的关系，以得到所述主氦风机刹车性能曲线；
16.所述主氦风机转速保持在额定转速时，对所述主氦风机进行变频器切断电源停机，并获取转速变化和时间的关系，以得到所述主氦风机惰转性能曲线。
17.可选的，所述对所述主氦风机的挡板运行进行试验，包括：
18.对所述主氦风机的挡板进行能动启闭试验；
19.对所述主氦风机的挡板进行非能动启闭试验；
20.对所述主氦风机的挡板进行小开度试验。
21.可选的，所述对所述主氦风机的挡板进行能动启闭试验，包括：
22.所述主氦风机处于停机状态，电动装置驱动所述挡板开启与闭合多次，测试所述挡板开启和闭合动作时所述电动装置的启动电流和运行电流，通过判断所述挡板动作时电流的变化，以得到所述挡板动作时间。
23.可选的，所述对所述主氦风机的挡板进行非能动启闭试验，包括：
24.所述主氦风机的挡板处于非能动状态，在所述主氦风机开启和闭合过程中，通过判断所述主氦风机流量的变化过程与所述主氦风机转速变化是否相符，以确定所述挡板的打开和闭合动作是否正常。
25.可选的，所述对所述主氦风机的挡板进行小开度试验，包括：
26.所述主氦风机的挡板位于能动开位，所述主氦风机以启动转速运行，通过点动电动装置直至所述挡板能动全开，并获取每次点动后的所述电动装置的第一参数和一回路介质第二参数，以判断所述挡板是否满足小开度调试要求。
27.可选的，所述预设条件包括热态工况条件与冷态工况条件。
28.本发明提供一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法，包括：在预设条件下，对所述主氦风机的运行性能进行测试；对所述主氦风机的刹车和惰转性能进行测试；对所述主氦风机的挡板运行进行试验。本发明的方法通过全面验证主氦风机功能，以检验主氦风机的性能是否满足高温气冷堆的运行要求，同时确保主氦风机调试期间的设备与人员安全。
附图说明
29.图1为本发明一实施例的高温气冷堆核电站主氦风机调试方法的流程框图。
具体实施方式
30.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
31.除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指
示技术特征的数量与顺序。
32.如图1所示，本发明提供一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法s100，具体包括下述步骤s110～s130：
33.s110、在预设条件下，对主氦风机的运行性能进行测试。
34.需要说明的是，本实施例的预设条件包括热态工况条件与冷态工况条件，即在上述不同的预设条件下分别开展主氦风机冷态性能试验与主氦风机热态性能试验，其中，试验包括风机性能测试、刹车和惰转试验、挡板试验。
35.在一些优选实施例中，热态工况条件为一回路为5.5mpa、250℃氦气气氛下，实施主氦风机热态性能试验。
36.在另一些优选实施例中，热态工况条件为一回路为常温、约1.5mpa的氦气气氛下，实施主氦风机热态性能试验。
37.在另一些优选实施例中，冷态工况条件为一回路为0.6mpa常温干燥空气气氛，实施主氦风机冷态性能试验。
38.具体的，按多个档位将主氦风机的转速逐渐增大至目标转速，以每个档位对应的转速运行10min～20min，通过获取各对应转速下的参数以得到试验曲线。也就是说，对于主氦风机性能测试试验，需要先确认试验条件，调整至目标转速，转速稳定时记录各项参数；分多档逐步升速进行调试，分别记录转速稳定时参数；进行主氦风机性能试验，得到一系列试验曲线。
39.需要说明的是，本实施例的试验曲线包括流量～转速曲线、压力升～转速曲线以及功率～转速曲线。
40.进一步需要说明的是，本实施例的档位的数量为10个，即按10个档位将主氦风机的转速逐渐增大至目标转速。
41.仍需要说明的是，本实施例的目标转速包括冷态性能试验对应的最大转速和热态性能试验对应的中间转速，也就是说，对于不同的预设条件，不同的试验过程，其设置的目标转速不同。
42.s120、对主氦风机的刹车和惰转性能进行测试。
43.具体的，主氦风机转速保持在额定转速时，对主氦风机进行变频器控制刹车停机，并获取转速变化和时间的关系，以得到主氦风机刹车性能曲线。
44.进一步的，主氦风机转速保持在额定转速时，对主氦风机进行变频器切断电源停机，并获取转速变化和时间的关系，以得到主氦风机惰转性能曲线。
45.需要说明的是，本实施例在主氦风机转动时不得关断电磁轴承的电源和控制，即上述对主氦风机进行变频器控制刹车停机或者对主氦风机进行变频器切断电源停机时均不得关断电磁轴承的电源和控制。
46.s130、对主氦风机的挡板运行进行试验，该步骤s130包括下述过程s1301～s1303：
47.s1301、对主氦风机的挡板进行能动启闭试验。
48.具体的，挡板启闭试验，即主氦风机处于停机状态，电动装置驱动挡板开启与闭合多次，测试挡板开启和闭合动作时电动装置的启动电流和运行电流，通过判断挡板动作时电流的变化，以得到挡板动作时间，即通过判断挡板开启动作和闭合动作对应的响应时间是否合格，进一步判断主氦风机的运行状态是否正常。
49.需要说明的是，挡板启动的时候出现一个启动峰值电流，之后电流逐渐变平稳，最后变成零电流，即对应于电机停止，也就是说，最大电流到零电流的时间为挡板动作时间，在上述最大电流至零电流的过程中，需要通过不断测量运行电流，以获取电流变化对应的时间差，进而得到挡板动作时间。
50.应当理解的是，本实施例的能动状态指挡板在有驱动装置驱动下进行启闭试验，通过判断挡板开启和闭合动作时的电流变化以获取挡板动作时间。
51.s1302、对主氦风机的挡板进行非能动启闭试验。
52.具体的，挡板的非能动启闭试验时主氦风机的挡板处于非能动状态，主氦风机开启和闭合过程中，通过判断主氦风机流量的变化过程与主氦风机转速变化是否相符，以确定挡板的打开和闭合动作是否正常，可依据获取的挡板动作来判断主氦风机的运行状态是否正常。
53.应当理解的是，本实施例的非能动状态指挡板在没有驱动装置驱动下，依靠重力启闭情况，非能动状态下挡板的启闭状态可以通过一回路的流量来推断。
54.s1303、对主氦风机的挡板进行小开度试验。
55.具体的，挡板进行小开度试验时，主氦风机的挡板位于能动开位，主氦风机以启动转速运行，通过点动电动装置直至挡板能动全关，并获取每次点动后的电动装置的第一参数和一回路介质第二参数，以判断挡板是否满足小开度调试要求。也就是说，挡板位于能动开位，开启后，重复点动电动装置直至挡板能动全关，并记录每点动一次后的电动装置的参数和一回路的参数变化。
56.需要说明的是，本实施的第一参数包括温度和电流；第二参数包括流量、温度以及压力。也就是说，获取电动装置的温度和电流值，获取一回路的流量、温度以及压力值，通过上述各参数以判断出挡板的运行是否满足小开度调试要求。
57.本发明可以对主氦风机冷态性能与热态性能进行全面测试，分别获得一回路冷态空气气氛下以及热态空气气氛下主氦风机转速与流量、压力升、功率性能曲线、刹车性能曲线与惰转性能曲线，准确测量主氦风机的挡板能动与非能动启闭时间，并可以对风机挡板的小开度功能进行测试。
58.下面将结合几个具体实施例进一步说明高温气冷堆核电站主氦风机调试方法：
59.实施例1
60.本实施例在主氦风机系统全部安装完成后，在一回路为0.6mpa常温干燥空气气氛下，实施主氦风机冷态性能试验，依次开展主氦风机性能测试、刹车和惰转试验、挡板试验。
61.s1、主氦风机性能测试包含以下内容：
62.s1.1、通过变频器，将主氦风机转速逐渐增大至最大转速(冷态性能试验)，维持运行15min，观察记录一回路流量、压力、温度，主氦风机驱动电机温度、振动，电磁轴承温度等参数。
63.s1.2、在启动转速与最大转速之间，分10档转速平台分别进行性能测量，每个转速平台维持稳定运行15分钟，并记录3组参数，最终得到一系列试验曲线，其中包括流量～转速曲线(q～n)、压力升～转速曲线(δp～n)和功率～转速曲线(n～n)。
64.s2、主氦风机刹车和惰转试验包含以下内容：
65.s2.1、主氦风机转速保持在额定转速时，进行变频器控制刹车停机，并记录转速变
化和时间的关系，以获得主氦风机刹车性能曲线，风机转动时不得关断电磁轴承的电源和控制。
66.s2.2、主氦风机转速保持在额定转速时，进行变频器切断电源停机，并记录转速变化和时间的关系，以获得主氦风机惰转性能曲线，风机转动时不得关断电磁轴承的电源和控制。
67.s3、主氦风机挡板试验包含以下内容：
68.s3.1、主氦风机处于停机状态，电动装置驱动挡板启、闭3次，用电力质量测试仪或钳形卡表测量挡板动作时的电动装置启动电流和运行电流，并判断挡板动作时电流的变化过程，最大电流到零电流的时间即挡板动作时间。
69.s3.2、挡板处于非能动状态，主氦风机启停过程中，观察风机流量的变化过程与风机转速变化相符，以确认挡板打开-关闭动作正常，非能动启、闭3次。
70.s3.3、挡板小开度试验时，挡板位于能动开位，主氦风机以启动转速运行，重复点击挡板小开度试验按钮直至挡板能动全关，观察并记录每点动一次后的电动装置的参数和一回路的流量、温度、压力变化。
71.本实施例提供的试验方法，可以对主氦风机冷态性能进行全面测试，获得一回路冷态空气气氛下主氦风机转速与流量、压力升、功率性能曲线、刹车性能曲线与惰转性能曲线，准确测量主氦风机挡板的能动与非能动启闭时间，并可以对风机挡板的小开度功能进行测试。
72.实施例2
73.本实施例在主氦风机系统全部安装完成后，在一回路为1.5mpa氦气气氛下，实施主氦风机热态性能试验，依次开展主氦风机性能测试、刹车和惰转试验、挡板试验。
74.s1、主氦风机性能测试包含以下内容：
75.s1.1、通过变频器，将主氦风机转速逐渐增大至中间转速(热态性能试验)稳定运行15分钟，观察各参数无异常。
76.s1.2、通过主氦风机加热一回路，并补充适量的氦气，使一回路升温升压至热态工况。
77.s1.3、在启动转速与最大转速之间，分10档转速平台分别进行性能测量，每个转速平台维持稳定运行15分钟，并记录3组参数，最终得到一系列试验曲线，其中包括流量～转速曲线(q～n)、压力升～转速曲线(δp～n)和功率～转速曲线(n～n)。
78.s2、主氦风机刹车和惰转试验包含以下内容：
79.s2.1、主氦风机转速保持在额定转速时，进行变频器控制刹车停机，并记录转速变化和时间的关系，以获得主氦风机刹车性能曲线，风机转动时不得关断电磁轴承的电源和控制。
80.s2.2、主氦风机转速保持在额定转速时，进行变频器切断电源停机，并记录转速变化和时间的关系，以获得主氦风机惰转性能曲线，风机转动时不得关断电磁轴承的电源和控制。
81.s3、主氦风机挡板试验包含以下内容：
82.s3.1、主氦风机处于停机状态，电动装置驱动挡板启、闭3次，用电力质量测试仪或钳形卡表测量挡板动作时的电动装置启动电流和运行电流，并判断挡板动作时电流的变化
过程，最大电流到零电流的时间即挡板动作时间。
83.s3.2、挡板处于非能动状态，主氦风机启停过程中，观察风机流量的变化过程与风机转速变化相符，以确认挡板打开-关闭动作正常，非能动启、闭3次。
84.s3.3、挡板小开度试验时，挡板位于能动开位，主氦风机以启动转速运行，重复点击挡板小开度试验按钮直至挡板能动全关，观察并记录每点动一次后的电动装置的参数和一回路的流量、温度、压力变化。
85.本实施例可以对主氦风机热态性能进行全面测试，获得一回路热态氦气气氛下主氦风机转速与流量、压力升、功率性能曲线、刹车性能曲线与惰转性能曲线，准确测量主氦风机挡板的能动与非能动启闭时间，并可以对风机挡板的小开度功能进行测试。
86.本发明提供一种高温气冷堆核电站主氦风机调试方法，具有以下有益效果：本发明的方法可以对主氦风机性能进行全面测试，获得一回路冷态空气气氛下与一回路热态氦气气氛下的主氦风机转速与流量、压力升、功率性能曲线、刹车性能曲线与惰转性能曲线，准确测量主氦风机挡板的能动与非能动启闭时间，并可以对风机挡板的小开度功能进行测试，检验主氦风机的性能是否满足高温气冷堆的运行要求，同时确保主氦风机调试期间的设备与人员安全。
87.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。