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【摘 要】 田湾核电站T107大修期间XKA30应急柴油机分级带载试验从2014年1月11日开始准备，1月14日顺利完成，试验一次性成功。本文从组织措施和技术措施两个方面介绍XKA30应急柴油机分级带载试验的成功之处，以向运行人员提供一定的借鉴作用。
【关键词】 应急柴油机；分级带载
1.前言
核电站应急柴油机是核电站安全重要系统的备用电源，在核电站主发电机失电、厂外电源和备用电源均失电的情况下，通过向应急段母线供电确保机组安全停堆和防止电站关键设备损坏，保证核电站核安全。柴油机的分级带载试验是在应急母线断电的情况下，柴油发电机启动并网后，母线上所带的负荷（开关）按照预先设定的时间间隔合闸。
2.试验目的
验证分级启动自动程序的工作情况；
检查应急柴油发电机组XKA30 在顺序加载时满足设计要求；
检查应急供电系统的一类用户，二类用户在断电和分级启动时的工作情况。
3.试验验收准则
应急柴油机分级带载试验是一个综合性试验，是对其机、电、仪各部分及相互之間性能的考验，其验收准则为：
从发出启动信号到柴油发电机并到6KV母线上的时间：≤15秒；
在顺序加载的过渡工况结束后，柴油发电机的电压恢复到偏离额定值的±2.5%的范围内所需的时间：≤2秒；
在顺序加载的过渡工况下，柴油发电机的频率：47～53Hz；
在顺序加载的过渡工况结束后，柴油发电机转速恢复的时间：≤5秒；
在顺序加载的过渡工况结束后的稳态工况下，柴油发电机的电压稳定在：5985V～6615V；
柴油机发电机的电流：≤687A；
柴油发电机有功功率：≤5.5MW；
BSC、BSG、BSL母线电压：380V～420V；
柴油发电机本体与辅助系统运行正常、试验过程中无保护信号触发、设备顺序加载正常。
3.分级带载试验组织与实施
3.1组织措施
3.1.1参与人员及分工：
参与的试验人员有值长、堆操、核岛现场共6组（8人）、电气专工、柴油机本体专工、仪控专工（包括TXS人员和柴油机本体仪控）、OPT测振人员，其分工如下：
值长：负责断开BBC00GS003及试验结束后反同期和停运XKA30；
主控操纵员：一人负责启动“不需要做TCA和跳线的分级带载设备”，按照设备维修后品质再鉴定操作单在线并启动设备；另一人负责启动“做TCA或跳线的分级带载设备”，启动之前，需要在ES680上开启动态确定TCA已实施；
辅操：负责启动柴油机需带载的风机和SGC02AP003，在启动风机时前，在ES680上动态确定TCA已实施；
所带载设备本体组 （核岛现场4人）： 负责检查在线和启动分级带载设备，检查设备启动后是否正常；
核岛厂房电气组（核岛现场2人）：试验前负责检查BSU31（BSC）、BSU33（BSG）、BSU34（BSL）及BTG32（BWC）蓄电池处于浮充状态、 BNC母线设备控制电源由UPS电源板供应（即由BSL母线供电，进线柜BNC01中F205合闸，F204断开）；试验过程中检查UPS电源动作情况（主路供电---蓄电池供电--恢复主路供电）；试验后消除复位报警，确认UPS电源正常；
注：试验时UPS出现的报警有：Asynchronous、Power supply fault、En inhibited、Bypass main fault。
UBS厂房柴油机本体组（核岛现场2人）：试验前检查柴油机处于应急备用状态以及柴油机启停后的检查，必要时执行紧急停机操作；
UMA厂房电气组（常规岛现场2人）：两名常规岛现场在BBC04柜（BEC00GS001） 待命，准备紧急情况下复位柜子上的报警；
维修和仪控人员：负责试验异常时的紧急处理；
OPT人员：负责对柴油机进行测振。
注：UBS厂房和UMA厂房电气组人员带好6KV操作工具（防止带载时有泵运行异常，需要断电）和BNC50柜操作钥匙，柴油机本体组带好柴油机就地切换和同期钥匙。
3.2技术措施
3.2.1带载设备分类
为完成柴油机分级带载试验，首先通过工作票管理系统查询分级带载设备所处工作状态，确定所需带载设备有无维修工作，如有维修工作，应提前通知工作负责人暂停工作，将设备置于安全状态后将工作许可证返回，同时通过临时变更TCA对相关设备实施仪控电气相关闭锁，根据带载设备所处状态进行不同的操作处理：
正在维修的400V设备：需要将设备的电气开关做“跳线”处理即解开仪控的第21号报警总线，跳线后将开关置于试验位，主控OM画面设备上显示“蓝框”。设备相关电气隔离牌暂时收回，由负责试验的堆操保管，设备跳线后要及时验证；
正在维修或运行隔离的6KV设备：工作许可证返回后，设备相关电气隔离牌暂时收回，将电源开关送至试验位；
处于备用状态但“保护停”命令存在的设备：主要是KLG通风系统，厂房温度低造成设备无法启动，可通过临时变更TCA使其具备运转条件。
3.2.2风险分析和对策：
分级带载设备启动后有可能导致一回路误注入、蒸汽发生器误注入和安全壳无喷淋，为此需采取了相关措施防止上述事件发生：防止高压安注泵启动后向一回路误注入冷却剂，将1JND30AA801保持关闭状态，泵沿再循环管线运行；防止低压安注泵启动后向一回路误注入冷却剂，将JNG30AA801保持关闭状态，如果试验过程中发生一回路失水事故，会有自动信号让低压安注泵自动启动并打开安全壳隔离阀，因此不影响执行安全功能；防止安全壳喷淋泵分级启动后向安全壳误喷，试验前关闭喷淋泵安全壳隔离阀，如果试验过程中发生安全壳内一、二回路破口，会有自动信号让喷淋泵安全壳隔离阀自动打开，因此不影响执行安全功能；防止SG应急给水泵分级启动后误向SG供冷水，从而影响SG寿命，试验前关闭SG应急给水泵安全壳隔离阀； 试验前400V 应急母线的控制电源由UPS 供电： BNC母线的控制电源由BSL母线供电，进线柜BNC01中F205合闸，F204断开。如果BNC母线供电设备均未启动，需要检查BSL母线是否有电（BSL母线给BNC供控制电源），如果确认BSL母线失电，可以让现场及时切换BNC母线控制电源供电开关，将F205断开，F204合闸，转由母线本身供控制电源后及时启动PEK和PJK泵，等母线反同期恢复正常供电后再停运柴油机。
试验期间禁止启动与本段母线相关的正常段、可靠段及应急段母线2000KW及以上功率的负荷（含主泵、主给水泵、循泵），尽量避免启动2000KW以下的6KV负荷，防止柴油机励磁系统过负荷，即大功率负荷启动导致母线电压降低，为维持电压，柴油机的励磁调节器不断增加励磁电流，以增加无功输出。当励磁电流过负荷时，励磁调节器从自动方式切换到手动方式进行，切换到手动方式后不会因为电压的恢复而自动恢复为自动励磁状态（除非柴油机停机后才会回到自动状态），调试期间曾出过启动主泵造成应急柴油机过负荷跳闸。
试验期间如果柴油机未启动将造成BEC，BNC母线停电，主控操纵员应立即派现场操作员到BBC04柜（BEC00GS001）、BEC01柜（BBC00GS003进线开关）和BEC12柜（XKA30GS001）复位相关报警，同时将BEC12柜即柴油机出口开关断电，按照BEC母线由冷备用转运行操作单（SOB-1-BEC00-802）恢复母线送电。
试验期间如果柴油机启动正常，但出口开关XKA30GS001无法自动合闸，逐级带载无法进行，主控操纵员应通知柴油机本体核岛现场人员立即执行紧急停机操作，防止柴油机由于缺乏冷却水，而造成柴油机损坏。现场执行停机操作时，首先断开XJP30AA041A的电源，然后到柴油机自由端侧向外拉柴油机调速器上油门控制拉杆，同时柴油机出口开关断电，然后检查BWC母线是否有电按照BEC母线由冷备用转运行操作单（SOB-1-BEC00-802）恢复母线送电。
柴油机加载后发现设备运行异常：PJK及PEK 泵在第7 秒没有启动，应立即手动启动这两台泵，否则柴油发电机中冷水温度过高有可能会损伤柴油机；其它设备如果未按规定时间启动，原则上不进行干预，只作记录。但是如果试验开始后的十分钟内，主控或现场发现设备异常、必须紧急停运时，应立刻切除该设备（DA11触发60S后），同时通知UBS-8M 厂房现操就地断开相应设备电源。如果试验开始后的十分钟内，触发正常工况下的柴油发电机工艺或电气停机保护，此时应当在就地紧急手动停机。停机时应首先断开启动电磁阀XJP30AA041A 的电源开关，然后到柴油机自由端侧向外拉动柴油机调速器上油门控制拉杆，直到柴油发电机转速为零，随后执行母线恢复正常供电操作。
3.3 试验过程
3.4试验中的发现问题
3.4.1 对于空调设备SAC30AH001，SAD30AH001，SAS30AH001，OM画面显示设备已启动，但其“运行”的反馈信号来的较迟；
3.4.2恢复正常运行电源后，要及时投入相关设备的备自投模块，防止由于备自投未投入而影响设备的正常启动，进而产生更严重的后果；
3.4.3安全系统的泵沿自循环管线运行，因流量低而导致再循环管道振动大，管线振动大可能会造成阀门脱离限位甚至会导致再循环管道上的阀门反复开关，进而可能将阀门电动头烧毁，严重的话可能造成管线断裂，事故期间安注泵启动后，如果上述现象發生，这会导致一定的安全隐患。本次试验虽然没有后果产生，但今后试验需控制泵的再循环运行时间，如果阀门反复动作，主控操纵员可将再循环阀门控制模块退出。
参考文献：
[1]PTB-1-XKA30-802 1XKA30应急柴油机逐级带载定期试验，2013-05-16
[2]应急柴油机工艺系统流程图，2009-8-12
[3]应急柴油机仪控逻辑图，2002-3-25
[4]运行处SDGS调试跟踪专项组，应急柴油机发电机组运行培训基础教材，2003-10-15
[5] FDG-1-00000-006，柴油机、仪控、小母线电气图册
【关键词】 应急柴油机；分级带载
1.前言
核电站应急柴油机是核电站安全重要系统的备用电源，在核电站主发电机失电、厂外电源和备用电源均失电的情况下，通过向应急段母线供电确保机组安全停堆和防止电站关键设备损坏，保证核电站核安全。柴油机的分级带载试验是在应急母线断电的情况下，柴油发电机启动并网后，母线上所带的负荷（开关）按照预先设定的时间间隔合闸。
2.试验目的
验证分级启动自动程序的工作情况；
检查应急柴油发电机组XKA30 在顺序加载时满足设计要求；
检查应急供电系统的一类用户，二类用户在断电和分级启动时的工作情况。
3.试验验收准则
应急柴油机分级带载试验是一个综合性试验，是对其机、电、仪各部分及相互之間性能的考验，其验收准则为：
从发出启动信号到柴油发电机并到6KV母线上的时间：≤15秒；
在顺序加载的过渡工况结束后，柴油发电机的电压恢复到偏离额定值的±2.5%的范围内所需的时间：≤2秒；
在顺序加载的过渡工况下，柴油发电机的频率：47～53Hz；
在顺序加载的过渡工况结束后，柴油发电机转速恢复的时间：≤5秒；
在顺序加载的过渡工况结束后的稳态工况下，柴油发电机的电压稳定在：5985V～6615V；
柴油机发电机的电流：≤687A；
柴油发电机有功功率：≤5.5MW；
BSC、BSG、BSL母线电压：380V～420V；
柴油发电机本体与辅助系统运行正常、试验过程中无保护信号触发、设备顺序加载正常。
3.分级带载试验组织与实施
3.1组织措施
3.1.1参与人员及分工：
参与的试验人员有值长、堆操、核岛现场共6组（8人）、电气专工、柴油机本体专工、仪控专工（包括TXS人员和柴油机本体仪控）、OPT测振人员，其分工如下：
值长：负责断开BBC00GS003及试验结束后反同期和停运XKA30；
主控操纵员：一人负责启动“不需要做TCA和跳线的分级带载设备”，按照设备维修后品质再鉴定操作单在线并启动设备；另一人负责启动“做TCA或跳线的分级带载设备”，启动之前，需要在ES680上开启动态确定TCA已实施；
辅操：负责启动柴油机需带载的风机和SGC02AP003，在启动风机时前，在ES680上动态确定TCA已实施；
所带载设备本体组 （核岛现场4人）： 负责检查在线和启动分级带载设备，检查设备启动后是否正常；
核岛厂房电气组（核岛现场2人）：试验前负责检查BSU31（BSC）、BSU33（BSG）、BSU34（BSL）及BTG32（BWC）蓄电池处于浮充状态、 BNC母线设备控制电源由UPS电源板供应（即由BSL母线供电，进线柜BNC01中F205合闸，F204断开）；试验过程中检查UPS电源动作情况（主路供电---蓄电池供电--恢复主路供电）；试验后消除复位报警，确认UPS电源正常；
注：试验时UPS出现的报警有：Asynchronous、Power supply fault、En inhibited、Bypass main fault。
UBS厂房柴油机本体组（核岛现场2人）：试验前检查柴油机处于应急备用状态以及柴油机启停后的检查，必要时执行紧急停机操作；
UMA厂房电气组（常规岛现场2人）：两名常规岛现场在BBC04柜（BEC00GS001） 待命，准备紧急情况下复位柜子上的报警；
维修和仪控人员：负责试验异常时的紧急处理；
OPT人员：负责对柴油机进行测振。
注：UBS厂房和UMA厂房电气组人员带好6KV操作工具（防止带载时有泵运行异常，需要断电）和BNC50柜操作钥匙，柴油机本体组带好柴油机就地切换和同期钥匙。
3.2技术措施
3.2.1带载设备分类
为完成柴油机分级带载试验，首先通过工作票管理系统查询分级带载设备所处工作状态，确定所需带载设备有无维修工作，如有维修工作，应提前通知工作负责人暂停工作，将设备置于安全状态后将工作许可证返回，同时通过临时变更TCA对相关设备实施仪控电气相关闭锁，根据带载设备所处状态进行不同的操作处理：
正在维修的400V设备：需要将设备的电气开关做“跳线”处理即解开仪控的第21号报警总线，跳线后将开关置于试验位，主控OM画面设备上显示“蓝框”。设备相关电气隔离牌暂时收回，由负责试验的堆操保管，设备跳线后要及时验证；
正在维修或运行隔离的6KV设备：工作许可证返回后，设备相关电气隔离牌暂时收回，将电源开关送至试验位；
处于备用状态但“保护停”命令存在的设备：主要是KLG通风系统，厂房温度低造成设备无法启动，可通过临时变更TCA使其具备运转条件。
3.2.2风险分析和对策：
分级带载设备启动后有可能导致一回路误注入、蒸汽发生器误注入和安全壳无喷淋，为此需采取了相关措施防止上述事件发生：防止高压安注泵启动后向一回路误注入冷却剂，将1JND30AA801保持关闭状态，泵沿再循环管线运行；防止低压安注泵启动后向一回路误注入冷却剂，将JNG30AA801保持关闭状态，如果试验过程中发生一回路失水事故，会有自动信号让低压安注泵自动启动并打开安全壳隔离阀，因此不影响执行安全功能；防止安全壳喷淋泵分级启动后向安全壳误喷，试验前关闭喷淋泵安全壳隔离阀，如果试验过程中发生安全壳内一、二回路破口，会有自动信号让喷淋泵安全壳隔离阀自动打开，因此不影响执行安全功能；防止SG应急给水泵分级启动后误向SG供冷水，从而影响SG寿命，试验前关闭SG应急给水泵安全壳隔离阀； 试验前400V 应急母线的控制电源由UPS 供电： BNC母线的控制电源由BSL母线供电，进线柜BNC01中F205合闸，F204断开。如果BNC母线供电设备均未启动，需要检查BSL母线是否有电（BSL母线给BNC供控制电源），如果确认BSL母线失电，可以让现场及时切换BNC母线控制电源供电开关，将F205断开，F204合闸，转由母线本身供控制电源后及时启动PEK和PJK泵，等母线反同期恢复正常供电后再停运柴油机。
试验期间禁止启动与本段母线相关的正常段、可靠段及应急段母线2000KW及以上功率的负荷（含主泵、主给水泵、循泵），尽量避免启动2000KW以下的6KV负荷，防止柴油机励磁系统过负荷，即大功率负荷启动导致母线电压降低，为维持电压，柴油机的励磁调节器不断增加励磁电流，以增加无功输出。当励磁电流过负荷时，励磁调节器从自动方式切换到手动方式进行，切换到手动方式后不会因为电压的恢复而自动恢复为自动励磁状态（除非柴油机停机后才会回到自动状态），调试期间曾出过启动主泵造成应急柴油机过负荷跳闸。
试验期间如果柴油机未启动将造成BEC，BNC母线停电，主控操纵员应立即派现场操作员到BBC04柜（BEC00GS001）、BEC01柜（BBC00GS003进线开关）和BEC12柜（XKA30GS001）复位相关报警，同时将BEC12柜即柴油机出口开关断电，按照BEC母线由冷备用转运行操作单（SOB-1-BEC00-802）恢复母线送电。
试验期间如果柴油机启动正常，但出口开关XKA30GS001无法自动合闸，逐级带载无法进行，主控操纵员应通知柴油机本体核岛现场人员立即执行紧急停机操作，防止柴油机由于缺乏冷却水，而造成柴油机损坏。现场执行停机操作时，首先断开XJP30AA041A的电源，然后到柴油机自由端侧向外拉柴油机调速器上油门控制拉杆，同时柴油机出口开关断电，然后检查BWC母线是否有电按照BEC母线由冷备用转运行操作单（SOB-1-BEC00-802）恢复母线送电。
柴油机加载后发现设备运行异常：PJK及PEK 泵在第7 秒没有启动，应立即手动启动这两台泵，否则柴油发电机中冷水温度过高有可能会损伤柴油机；其它设备如果未按规定时间启动，原则上不进行干预，只作记录。但是如果试验开始后的十分钟内，主控或现场发现设备异常、必须紧急停运时，应立刻切除该设备（DA11触发60S后），同时通知UBS-8M 厂房现操就地断开相应设备电源。如果试验开始后的十分钟内，触发正常工况下的柴油发电机工艺或电气停机保护，此时应当在就地紧急手动停机。停机时应首先断开启动电磁阀XJP30AA041A 的电源开关，然后到柴油机自由端侧向外拉动柴油机调速器上油门控制拉杆，直到柴油发电机转速为零，随后执行母线恢复正常供电操作。
3.3 试验过程
3.4试验中的发现问题
3.4.1 对于空调设备SAC30AH001，SAD30AH001，SAS30AH001，OM画面显示设备已启动，但其“运行”的反馈信号来的较迟；
3.4.2恢复正常运行电源后，要及时投入相关设备的备自投模块，防止由于备自投未投入而影响设备的正常启动，进而产生更严重的后果；
3.4.3安全系统的泵沿自循环管线运行，因流量低而导致再循环管道振动大，管线振动大可能会造成阀门脱离限位甚至会导致再循环管道上的阀门反复开关，进而可能将阀门电动头烧毁，严重的话可能造成管线断裂，事故期间安注泵启动后，如果上述现象發生，这会导致一定的安全隐患。本次试验虽然没有后果产生，但今后试验需控制泵的再循环运行时间，如果阀门反复动作，主控操纵员可将再循环阀门控制模块退出。
参考文献：
[1]PTB-1-XKA30-802 1XKA30应急柴油机逐级带载定期试验，2013-05-16
[2]应急柴油机工艺系统流程图，2009-8-12
[3]应急柴油机仪控逻辑图，2002-3-25
[4]运行处SDGS调试跟踪专项组，应急柴油机发电机组运行培训基础教材，2003-10-15
[5] FDG-1-00000-006，柴油机、仪控、小母线电气图册