Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок АЭС - Регулирование давления пара с помощью редукционных установок

Рис 8.21. Схемы редукционных установок: а — регулирование «до себя»; б — регулирование «после себя»; e — развернутая схема БРОУ, г — зависимость положения клапанов параллельно работающих БРУ от давления при наличии жесткой обратной связи
Редукционные установки (РУ) осуществляют регулирование давления пара с помощью дроссельных регулирующих органов. Различают регулирование «до себя», когда РУ поддерживает давление в магистрали (емкости), откуда поступает пар в РУ (рис. 8.21,а), и «после себя», когда РУ поддерживает давление в магистрали (емкости), куда поступает пар из РУ (рис. 8 21,б). Очевидно, что в первом случае при снижении регулируемого давления необходимо прикрывать дроссельный клапан, а во втором — открывать его. Примером установок типа «до себя» могут служить РУ, поддерживающие давление перед турбиной при внезапных сбросах ее нагрузки путем пропуска пара в конденсатор и другие пароприемные устройства. Примером установок типа «после себя» могут служить РУ, поддерживающие давление в паропроводах снабжения собственных нужд блока (0,9 или 1,2 МПа) путем подачи в них редуцированного острого пара.
Если параметры пара до дроссельного органа таковы, что температура пара за ним выше допустимой, примеряется его охлаждение впрыском воды. Устройства, регулирующие давление и температуру пара, называются редукционно-охладительными установками (РОУ).
Задачей многих РУ и РОУ является быстрый сброс пара в различных аварийных ситуациях. В этом случае к ним предъявляются требования высокого быстродействия. РУ и РОУ, (Предназначенные для быстрого открытия, называются быстродействующими РУ и РОУ (БРУ и БРОУ). Большинство редукционных дроссельных клапанов изготовляются с электрическим приводом. Для дроссельных паровых клапанов наиболее мощных БРУ и БРОУ применяют гидравлический привод.
Схема РОУ с электрическим приводом показана на рис. 8.21,в. Свежий пар редуцируется клапаном 1 и поступает в охладитель пара 2, куда через форсунки 3 впрыскивается охлаждающая, вода. Регулирование давления осуществляется регулятором 4, получающим импульс от манометра 5 (при схеме «после себя») или манометра 6 (при схеме «до себя»). В некоторых пароохладителях происходит частичное редуцирование пара. В этих случаях манометр обязательно должен быть установлен за пароохладителем. Регулирование температуры редуцированного пара производится регулятором 7, получающим импульс от термометра 8 и воздействующим на клапан 9. Для повышения точности измерения температуры термометр должен устанавливаться на расстоянии 8—10 м после впрыска, чтобы влага успела полностью испариться. Во многих схемах давление воды в магистрали намного превосходит давление редуцированного пара и для обеспечения нормальной работы клапана 9 устанавливается дроссель 10. Диаметр его отверстия выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемый перепад давления на клапане 9. Чтобы сохранить постоянство перепада давления на дросселе 10, а следовательно, и на клапане 9 в широком диапазоне изменения расходов впрыска, в качестве клапана 9 применяется трехходовой клапан постоянного расхода. Такой клапан обеспечивает изменение подачи воды в пароохладитель путем сброса части ее в сливную линию 11 при неизменном расходе через дроссель 10. В схемах, где перепад давления между магистралями воды и редуцированного пара невелик, в качестве клапана 9 может применяться обычный дроссельный клапан.
В некоторых схемах БРОУ регулятор температуры отсутствует, а регулирование температуры осуществляется приближенно. Для этого на регулятор 7 подаются сигнал положения парового клапана 1 и обратная связь по положению клапана 9 В результате открытие клапана 9 пропорционально открытию клапана ), т. е. расход охлаждающей воды приблизительно пропорционален расходу пара. Так как регулирующие клапаны в полностью закрытом состоянии обычно имеют начальный пропуск пара, для исключения протекания пара и воды устанавливаются запорные задвижки на паровой и водяной линиях (12 и 13).
Во время нормальной эксплуатации блока БРОУ находятся в стерегущем режиме, при котором запорные и регулирующие клапаны закрыты, а выходные цепи регуляторов 4 и 7 отключены от своих исполнительных механизмов, но находятся под напряжением. Для ускорения включения БРОУ при
возникновении аварийной ситуации по сигналу от электроконтактного манометра, измеряющего регулируемое БРОУ давление, или непосредственно по соответствующему аварийному сигналу (например, по срабатыванию стопорного клапана турбины) подается сигнал на открытие регулирующих клапанов 1 и 9 и запорных задвижек 12 и 13. После полного открытия клапана 1 по импульсу от его конечного выключателя автоматические регуляторы 4 и 7 подключаются к своим исполнительным механизмам. Таким образом, достигается полное открытие клапана 1 за минимальное время (возможно, до того, как давление достигнет уставки регулятора 4), Это способствует уменьшению полного выброса давления в данной аварийной ситуации.
При закрытии стопорных клапанов или резких сбросах нагрузки турбины, когда паропроизводительность ЯППУ превышает потребление пара турбиной, включаются БРУ, сбрасывающие пар в конденсатор турбины или технологические конденсаторы (БРУ-К), барботеры (БРУ-Б) или атмосферу (БРУ-А). Обычно БРУ каждой следующей группы включаются после того, как возможности приема пара предыдущей группой исчерпаны. При регулировании одного и того же параметра (давления перед турбиной) параллельно работающими регуляторами необходимо обеспечить устойчивую работу всех БРУ (избежать взаимной «раскачки») и правильную последовательность их включения. Для выполнения этого требования уставки регуляторов давления выбираются различными.  Если имеется три группы БРУ, уставки которых равны соответственно Р1, Р2 и Р3, причем Р<Р2< <Р3, то при Р<Р1 регулирующие клапаны всех БРУ закрыты; при Р1<Р<Р2 работают клапаны первой группы; при Р2<Р<Рз клапаны первой группы открыты полностью, клапаны третьей группы закрыты, а регулирование осуществляется второй группой. При Р>Р3 регулирование осуществляется третьей группой. Разность между соседними уставками (Р2—Р1, Р3— Р2) должна быть такой, чтобы эта последовательность работы сохранялась при наличии погрешностей манометров и задатчиков регуляторов.
Другим способом организации параллельной работы групп БРУ является введение в регулятор давления жесткой обратной связи по положению дроссельного регулирующего клапана. Тогда положение клапана h является однозначной функцией давления и можно организовать требуемое распределение расходов пара между различными пароприемными устройствами (рис 8.21,г).