ТО.1,2,3,4.SE.ОИТПЭ-318

Открытое акционерное общество «Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии

на атомных станциях»

(ОАО «Концерн Росэнергоатом»)

Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Балаковская атомная станция» (Балаковская АЭС)

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель главного

инженера по эксплуатации

~ А.М. Сиротин

P~l2; 1/. 2010г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ Система автоматического регулирования и защиты

турбины К-1 000-60/1500-2

ТО.1,2,3,4.SЕ.ОИТПЭ/318

РАЗРАБОТАНО НачальникО ТПЭ

М . Лизунов

~/,f 2010 г.

Дата введения в действие

JI{. -е . 2010 г.

Срок действия до ег . "'~. 2015 г.

;;.' .

Балаково 1; ..'

2010

5 ТО.1,2,З,4.SЕ.ОИТПЭ!З18

1. Общие положения

1.1. Настоящий документ представляет собой техническое описание системы автоматического регулирования и защиты (далее - САРЗ) турбины К-1000­ 60/1500-2 энергоблоков 1-4 (далее - техническое описание), оперативное обозна­ чение системы - SE.

1.2. Данное техническое описание распространяется на оборудование САРЗ блоков 1-4 Балаковской АЭС. Отличия для каждого энергоблока указаны по тек­ сту в соответствующих разделах. Состав и границы САРЗ приведены в соответст­

вующих технологических схемах.

1.3. В техническом описании содержится подробная информация о назначе­ нии и принципах работы САРЗ, конструкции оборудования системы и об особен­

ностях ее эксплуатации.

1.4. В соответствии с «Общими положениями обеспечения безопасности атомных станций. ОПБ-88/97» (Ill-IAЭ г-о1-011-97) САРЗ является системой нор­ мальной эксплуатации, важной для безопасности, относится к 3-му классу безо­ пасности и имеет классификационное обозначение «3Н».

1.5. При разработке данного технического описания была использована сле­

дующая документация:

1) инструкция по эксплуатации «Система автоматического регулирования и защиты турбины К-1000-60/1500-2» (ИЭ.1.SЕ.ТЦ-1/32, ИЭ.2.SЕ.ТЦ-1/24, ИЭ.3.SЕ.ТЦ-2/О6, ИЭ.4.SЕ.ТЦ-2/О6);

2) инструкция по эксплуатации «Электрогидравлическая система регулирования турбины К-1000-60/1500-2» (ИЭ.1.Асут.ЦТАИ/22, ИЭ.2.АСУТ.ЦТАИ/22, ИЭ.3.САР.ЦТАИ/22, ИЭ.4.САР.ЦТАИ/22);

3) альбом схем «Схемы технологических систем ТО» (АС.1.ТЦ-1/О1);

6) альбом схем «Схемы технологических систем ТО» (АС.4.ТЦ-2/О2); '-" 7) «Инструкция ПОАТ ХТЗ. Турбины паровые К-750-65/3000 и

К-1000-60/1500-2. Система регулирования» (Б-5ИМ); 8) «Система регулирования и защиты. Дополнения и изменения к инструк­

ции по монтажу и наладке Б-5ИМ в связи с реконструкцией САРЗ по исключению переключающих устройств режимов ЭГСР-ГСР (Б-5ИМ ДОП Б);

9) «Турбина паровая К-1000-60/1500-2. Часть П. Управление и автоматиче­ ское регулирование в эксплуатационных режимах. Инструкция по эксплуатацию) (Б-52ИЭ);

1о) «Основные правила обеспечения эксплуатации атомных станций»

(СТО 1.1.1.01.0678-2007);

11) «Установки паротурбинные стационарные для атомных электростанций. Общие технические условия» (ГОСТ 24277-91);

12) «Правила охраны труда при эксплуатации тепломеханического оборудо­ вания и тепловых сетей атомных станций ОАО «Концерн Энергоатом»

(СТО 1.1.1.02.001.0673-2006);

13) «Правила пожарной безопасности при эксплуатации АС» (ШIБ-АС-95*);

6 ТО.1,2,З,4.SЕ.ОИТПЭ/З18

14) учебное пособие «Паровая установка энергоблоков Балаковской АЭС. Часть 1. Паровая турбина и турбопитательный агрегат» - М.: Издательство МЭИ,

2004;

15) «Инструкция по оформлению производственно-технических документов Балаковской АЭС» (И.ПТОIO1);

16) «Инструкция по построению, оформлению и содержанию технического описания системы (оборудования)» (И.ОТI08).

2. Назначение системы

2.1.Назначение САР3

2.1.1.САРЗ турбоагрегата K-1000-601l500-2 состоит из системы автомати­

ческого регулирования и системы защиты.

2.1.2. Система автоматического регулирования турбоагрегата K-1000-601l500-2 управляет паровпускными органами турбины и предназначена для автоматического и ручного разворота роторов ТА, синхронизации, нагруже­ ния и разгружения турбины, поддержания на заданном уровне параметров турбо­ установки (частота, мощность, давление) посредством управления паровпускны­ ми органами турбины в пусковых и эксплуатационных режимах.

2.1.3. Система защиты предназначена для быстрого останова турбины пу­ тем закрытия СК, РК, ЗС (для блока 4), ЗР турбины. Управляющими органами системы защиты являются ЗУ и АБ. ЗУ срабатывают при воздействии на них по месту, дистанционно с БЩУ, а также при срабатывании защит турбины. АБ сра­ батывает при достижении оборотов вращения ротора турбины уставки срабаты­ вания. Для быстрого сниженияя давления и опорожнения трубопроводов масло­ снабжения САРЗ используются МСУ.

автоматического регулирования турбины 2.2.1. Основным регулируемым параметром паровых турбин является час­

тота вращения роторов. Регулирование частоты вращения роторов турбин и явля­ ется основной задачей систем автоматического регулирования турбин.

2.2.2. Для турбин автоматическое регулирование должно приводить в соот­ ветствие производимую и потребляемую мощность, при этом должны соблюдать­ ся требования по качеству энергии. Для установки переменного тока качество

энергии определяется постоянством частоты тока и его напряжения, из чего сле­

дует, что автоматическое регулирование турбин должно приводить в соответствие производимую и потребляемую мощность при одновременном обеспечении за­

данной частоты и напряжения переменного тока.

7 ТО.1,2,3,4.SЕ.ОИТIlЭ/318

2.2.3.В мощных системах регулирование баланса между потребляемой и производимой мощностями становится трудным. Нет такой точки в системе, в ко­ торой можно было бы измерить потребляемую мощность. Единственный пара­ метр (при независимом регулировании напряжения в сети), однозначно опреде­ ляющий баланс производимой и потребляемой энергии, - частота сети.

2.2.4.Любое изменение нагрузки системы обязательно вызовет изменение частоты сети. Поэтому только изменение и поддержание частоты сети на неиз­ менном уровне позволяет выбранным способом не только поддерживать баланс

энергий, но и сохранять высокое качество переменного тока. Измерение частоты можно производить в любой точке системы.

2.2.5. Рассмотрим пример работы одного ТГ в локальной сети. При проте­ кании пара через турбину на валу возникает крутящий момент. Если зафиксиро­ вать пропуск пара G через турбину, то с увеличением частоты вращения протора турбины крутящий момент, развиваемый им, будет уменьшаться так, как показано

на рис. 2.2.1.

М

/МТ (G=const)

~М, (Nэ=сопst)

n

n п" п'

G, G' - расход пара в турбину; Мг, М'г - крутящий момент генератора; М; М'Т - крутящий момент турбины; Nэ, N'э - электрическая нагрузка; п, n', n" - частота вращения ротора турбогенератора; а, б, в - рабочие точки турбогенерато­

ра в различных режимах.

Рисунок 2.2.1 - Характеристики моментов турбины и генератора

2.2.6. Зависимость Мт-Пп) - характеристика момента турбины. При другом, например, меньшем пропуске пара G'характеристика М'т-Пп) будет расположе­

на ниже.

2.2.7. Крутящий момент турбины уравновешивается моментом сил, внеш­ них по отношению к турбине (нагрузка генератора), и моментом внутренних сил сопротивления. Для удобства моментом внутренних сил сопротивления можно пренебречь. Характеристика момента генератора представляет собой связь кру­ тящего момента М; развиваемого электромагнитными силами с частотой враще­ ния n при постоянной нагрузке (мощности) Nэ питаемой от него электрической сети. При снижении нагрузки до величины Nэ' характеристика момента снижает­

ся.

9 ТО.1,2,З,4.SЕ.ОИТПЭ/З18

2.3. Статическая характеристика регулирования 2.3.1. Рассмотрим принципиальную схему регулирования турбины с цен­

тробежным регулятором частоты вращения, представленную на рис. 2.3.1.

2.3.2. Валик (1) регулятора связан с валом турбины и приводится в движе­ ние от него. На валике расположена муфта (4), которая может перемещаться вдоль него под действием приложенных к ней сил. Грузы (3) регулятора при вра­ щении под действием центробежных сил стремятся изменить свое положение и сместить муфту. Фиксированное положение муфты будет тогда, когда центро­ бежная сила, развиваемая грузами, уравновесится усилием растяжения в пружи­ не (2). При увеличении частоты вращения грузы разойдутся и муфта сместится вверх, а при уменьшении частоты вращения грузы будут сходиться и смещать муфту вниз. К муфте через шарнир присоединен рычаг (5), который, поворачива­ ясь относительно неподвижного шарнира (6), смещает регулирующий клапан (7), который изменяет пропуск пара в турбину. Совокупность муфты, грузов и пру­ жины представляет собой регулятор скорости.

2

~ 3

5 6

1

b.z

ложения рычага и регулирующего клапана.

Рисунок 2.3.1 - Принципиальная схема регулирования частоты вращения турбины

2.3.3. Предположим, что положение регулятора скорости и регулирующего клапана отвечает некоторой мощности и частоте вращения турбины. Если, на­ пример, электрическая нагрузка увеличится, то ротор турбины начнет замедлять свое вращение и центробежная сила грузов уменьшится. Муфта сместится вниз и регулирующий клапан откроется. Мощность турбины увеличится в соответствии с возросшей электрической нагрузкой. Таким образом, турбина автоматически увеличивает мощность до первоначальной, но при этом частота вращения не вер­

нется к прежнему значению.