一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统及方法
【专利摘要】本发明属于核电【技术领域】，并公开了一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统及方法。该系统包括控制汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀、为停机电磁阀供电的停机电磁阀供电回路、以及机头停机按钮和紧急控制面板(ECP)停机按钮；机头停机按钮的输出端和ECP停机按钮的输出端分别与停机电磁阀供电回路连接；当机头停机按钮的输出端和/或ECP停机按钮的输出端输出停机信号时，停机电磁阀供电回路断开，停止为停机电磁阀供电以实现紧急停机。本发明中，机头停机按钮和ECP停机按钮的输出端产生的停机信号均可直接作用于停机电磁阀供电回路，因此可避确保在操作上述两种停机按钮时实现紧急停机，从而确保汽轮机以及核电站的安全、可靠、经济的运行。
【专利说明】一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于核电【技术领域】，并涉及汽轮机的紧急停机。更具体地，本发明涉及一种停机按钮旁路控制系统从而确保操作停机按钮可核电站实现汽轮机紧急停机的系统及方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，核电站使用的汽轮机和发电机(TG)通常提供有专门的控制系统，用于对汽轮机进行监视和控制。汽轮机正常运行时，主汽门需在控制系统的作用下自动打开，从而让主蒸汽进入汽缸推动叶片转动做功，并带动发电机发电。全速机的正常转速为3000转/分，半速机的正常转速则为1500转/分。在紧急工况下必须紧急停机，即快速关闭主汽门，否则会导致汽轮机超速“飞车”，对设备造成严重损毁。
[0003]主汽门的开启和关闭通常由阀门本体上的停机电磁阀控制。出于安全的考虑一般设计为:停机电磁阀得电主汽门开启，停机电磁阀失电主汽门快速关闭。现有技术中，汽轮机紧急停机可以由控制系统自动实现，或者可由操作员手动实现。操作员手动操作的停机按钮一般设置两个，一个设置在主控制室紧急控制盘(emergency control panne I, ECP)上，另一个设在汽轮机高压缸前部(即机头)，从而满足操作员在主控制室和现场均能停运汽轮机的要求。
[0004]目前针对核电站TG控制系统提供的停机方案为:ECP和机头紧急停机按钮触发的停机信号首先通过控制系统开关量信号输入(DI)卡件采集，然后送到CPU进行逻辑处理，再由CPU送到开关量信号输出(DO)卡去断开供电回路中的开关(图1所示的开关2)，从而使停机电磁阀失电。上述停机方案存在的问题在于，当操作员已经按下停机按钮后，但如果CPU内部逻辑出现问题，将导致DO卡无法断开图1所示的开关2，从而无法实现紧急停机。也就是说，目前的停机按钮未旁路数字化控制系统；不仅不满足国家法规(DL5000-2000和DL/T5423-2009)的要求，也不能确保可通过停机按钮实现紧急停机。对核电站使用的TCS进行出厂验收检测时也发现，当控制系统失效时，由于停机按钮产生的信号需经过控制系统处理才能触发停机，导致无法紧急停运汽轮机。由此可见，停机按钮产生的停机信号未旁路控制系统存在操作停机按钮不能紧急停机的隐患。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中核电站汽轮机的停机按钮未旁路汽轮机控制系统而导致的无法紧急停机的问题，提供一种停机按钮产生的停机信号可直接作用于停机电磁阀供电回路从而确保核电站汽轮机紧急停机的方法和系统。
[0006]本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现:提供一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统，包括控制所述汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀、为所述停机电磁阀供电的停机电磁阀供电回路、以及机头停机按钮和紧急控制面板(ECP)停机按钮；其中，所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述停机电磁阀供电回路连接；当所述机头停机按钮的输出端和/或ECP停机按钮的输出端输出停机信号时，所述停机电磁阀供电回路断开，停止为所述停机电磁阀供电以实现紧急停机。
[0007]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的系统中，所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端在所述停机电磁阀供电回路中串联连接。
[0008]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的系统中，所述停机电磁阀供电回路设有相互串联的第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关，所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关连接。
[0009]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的系统中，所述停机电磁阀供电回路还设有超速切换开关和控制系统切换开关，所述超速切换开关连接测速装置，所述控制系统切换开关连接汽轮机控制系统。
[0010]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的系统中，所述的第一停机按钮切换开关、第二停机按钮切换开关、超速切换开关和控制系统切换开关相互串联。
[0011]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的系统中，所述汽轮机控制系统采集的信号包括润滑油压信号、轴瓦振动信号、瞬间位移信号和低压缸排气温度信号。
[0012]根据本发明的另一方面，提供一种核电站实现汽轮机紧急停机的方法，所述汽轮机包括控制所述汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀、为所述停机电磁阀供电的停机电磁阀供电回路、以及机头停机按钮和紧急控制面板(ECP)停机按钮；其中，所述方法包括将所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别连入所述停机电磁阀供电回路中；当所述机头停机按钮的输出端和/或ECP停机按钮的输出端输出停机信号时，所述停机电磁阀供电回路断开，停止为所述停机电磁阀供电以实现紧急停机。
[0013]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的方法中，在所述停机电磁阀供电回路中串联连入所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端。
[0014]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的方法中，在所述停机电磁阀供电回路中设置相互串联的第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关，以及将所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关连接。
[0015]在上述核电站实现汽轮机紧急停机的方法中，在所述停机电磁阀供电回路中还设置与所述第一停机按钮切换开关和所述第二停机按钮切换开关串联连接的超速切换开关和控制系统切换开关，以及将所述超速切换开关和所述控制系统切换开关分别连接测速装置和汽轮机控制系统。
[0016]实施本发明可以获得以下有益效果:本发明中，机头停机按钮和ECP停机按钮的输出端产生的停机信号可直接作用于停机电磁阀供电回路，无需如现有技术中所示经汽轮机控制系统的逻辑处理，因此可避免汽轮机控制系统内部逻辑错误对紧急停机造成的误判影响，确保在操作上述两种停机按钮时均可实现紧急停机，从而确保汽轮机以及核电站的安全、可靠、经济的运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下将结合附图和具体实施例对发明做进一步详细说明。附图中:[0018]图1是现有技术中控制停机电磁阀得电和失电的示意图；
[0019]图2是根据本发明的核电站实现汽轮机紧急停机的系统的示例性框图；
[0020]图3是根据本发明实施例的核电站汽轮机紧急停机系统的示意图；
[0021]图4是根据本发明实施例的核电站汽轮机紧急停机方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案和效果更清楚明白，以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。应该理解的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不对本发明做任何限制。
[0023]本发明提供了一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统及方法(以下简称紧急停机系统和紧急停机方法)，由于本发明的机头停机按钮和ECP停机按钮均旁路汽轮机控制系统，因此实施本发明不仅可保证机组安全、可靠的停机，同时也满足了国家法规的要求。
[0024]如图2所示，该汽轮机的紧急停机系统10包括控制汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀11、为停机电磁阀11供电的停机电磁阀供电回路12、以及机头停机按钮13和ECP停机按钮14。其中机头停机按钮13的输出端和ECP停机按钮14的输出端分别与停机电磁阀供电回路12连接。以下将结合图3具体说明机头停机按钮13和ECP停机按钮14的具体连接；但应该理解的是，不论采用何种连接均满足:若机头停机按钮13的输出端和/或ECP停机按钮14的输出端输出停机信号时，停机电磁阀供电回路12则断开，停止为停机电磁阀I供电以实现紧急停机。换言之，只要在这两个停机按钮检测到停机信号，则断开停机电磁阀供电回路。
[0025]如图3所示，该实施例的紧急停机系统100包括控制汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀101、为停机电磁阀101供电的停机电磁阀供电回路102、机头停机按钮103、ECP停机按钮104、测速系统105和汽轮机控制系统106。其中停机电磁阀供电回路102上设有四个相互串联的切换开关一超速切换开关1021、控制系统切换开关1022、第一停机按钮切换开关1023和第二停机按钮切换开关1024。测速系统105的输出端与该超速切换开关1021连接，当检测到汽轮机超速时则断开该切换开关，从而使停机电磁阀供电回路102断开。汽轮机控制系统106的输出端与控制系统切换开关1022连接；当检测到来自汽轮机控制系统106的停机信号时，断开该切换开关以使停机电磁阀供电回路102断开。汽轮机控制系统106所采集的、作为产生停机信号依据的信号与现有技术中相同，其包含但不限于润滑油压信号、轴瓦振动信号、瞬间位移信号和低压缸排气温度信号等等。机头停机按钮103的输出端与第一停机按钮切换开关1023连接；当检测到来自机头停机按钮103的停机信号时，断开该切换开关以使停机电磁阀供电回路102断开。相似地，ECP停机按钮104的输出端与第二停机按钮切换开关1024连接；当检测到来自ECP停机按钮104的停机信号时，断开该切换开关以使停机电磁阀供电回路102断开。由于上述四个切换开关为串联连接，只要一个切换开关断开则可断开停机电磁阀供电回路102。换言之，当测速系统105、汽轮机控制系统106、机头停机按钮103和ECP停机按钮104的任意一个输出停机信号时，均可使停机电磁阀供电回路102断开。
[0026]该实施例中，机头停机按钮103和ECP停机按钮104采用区别于控制系统切换开关1022的其他切换开关与停机电磁阀供电回路102直接连接，实现了停机按钮旁路汽轮机控制系统的设计。换言之，无论是机头停机按钮103还是ECP停机按钮104产生的停机信号均不需要经汽轮机控制系统106处理，也即并不需要通过DI卡件采集、CPU逻辑处理以及DO卡输出，而是直接接入停机电磁阀供电回路102并断开该供电回路。实际操作过程中，无论操作员是操作机头停机按钮还是ECP停机按钮、或是同时操作这两个停机按钮，均可以产生直接作用于供电回路的停机信号，使供电回路断开，从而使停机电磁阀失电，关闭主汽门并紧急停机汽轮机。
[0027]该实施例所对应的紧急停机方法参见图4。该方法开始于步骤S10，在下一步骤S11，在停机电磁阀供电回路中串联连入机头停机按钮的输出端和ECP停机按钮的输出端。步骤S12，在停机电磁阀供电回路中串联连入汽轮机控制系统和测速系统的输出端。此时上述四个组件的输出在停机电磁阀供电回路中串联连接。步骤S13，当机头停机按钮、ECP停机按钮和汽轮机控制系统任意一个输出停机信号时或者测速系统检测到超速时，断开相应切换开关；由于上述四个切换开关在供电回路中串联，在断开任何一个切换开关后均可因此断开该停机电磁阀供电回路。步骤S14，完成紧急停机。
[0028]由上述实施例可看出，本发明所提供的紧急停机系统将停机按钮直接接入硬件停机回路中，且停机按钮串联作用于停机回路，从而使停机按钮对汽轮机的紧急停机控制独立于数字化汽轮机控制系统。本发明使停机按钮对供电回路的操作独立于汽轮机的逻辑控制，避免汽轮机内部出现的逻辑处理故障影响停机按钮控制紧急停机的有效性，可进一步提高现有的核电站汽轮机的运行安全性。
[0029]以上所述仅为本发明的优选实施例，其目的并不在于将本发明限制或约束于上述实现方式。凡在本发明的范围内对本发明所做出的任何修改和替换均应包含在本发明权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种核电站实现汽轮机紧急停机的系统，包括控制所述汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀、为所述停机电磁阀供电的停机电磁阀供电回路、以及机头停机按钮和紧急控制面板(ECP)停机按钮；其特征在于， 所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述停机电磁阀供电回路连接；当所述机头停机按钮的输出端和/或ECP停机按钮的输出端输出停机信号时，所述停机电磁阀供电回路断开，停止为所述停机电磁阀供电以实现紧急停机。
2.根据权利要求1所述的核电站实现汽轮机紧急停机的系统，其特征在于，所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端在所述停机电磁阀供电回路中串联连接。
3.根据权利要求2所述的核电站实现汽轮机紧急停机的系统，其特征在于，所述停机电磁阀供电回路设有相互串联的第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关，所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关连接。
4.根据权利要求3所述的核电站实现汽轮机紧急停机的系统，其特征在于，所述停机电磁阀供电回路还设有超速切换开关和控制系统切换开关；所述超速切换开关连接测速装置，所述控制系统切换开关连接汽轮机控制系统。
5.根据权利要求4所述的核电站实现汽轮机紧急停机的系统，其特征在于，所述的第一停机按钮切换开关、第二停机按钮切换开关、超速切换开关和控制系统切换开关相互串联。
6.根据权利要求4所述的核电站实现汽轮机紧急停机的系统，其特征在于，所述汽轮机控制系统采集的信号包括润滑油压信号、轴瓦振动信号、瞬间位移信号和低压缸排气温度信号。
7.一种核电站实现汽轮机紧急停机的方法，所述汽轮机包括控制所述汽轮机的主汽门开启和关闭的停机电磁阀、为所述停机电磁阀供电的停机电磁阀供电回路、以及机头停机按钮和紧急控制面板(ECP)停机按钮；其特征在于， 所述方法包括将所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别连入所述停机电磁阀供电回路中；当所述机头停机按钮的输出端和/或ECP停机按钮的输出端输出停机信号时，所述停机电磁阀供电回路断开，停止为所述停机电磁阀供电以实现紧急停机。
8.根据权利要求7所述的核电站实现汽轮机紧急停机的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:在所述停机电磁阀供电回路中串联连入所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端。
9.根据权利要求8所述的核电站实现汽轮机紧急停机的方法，其特征在于，在所述停机电磁阀供电回路中设置相互串联的第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关，以及将所述机头停机按钮的输出端和所述ECP停机按钮的输出端分别与所述第一停机按钮切换开关和第二停机按钮切换开关连接。
10.根据权利要求9所述的核电站实现汽轮机紧急停机的方法，其特征在于，在所述停机电磁阀供电回路中还设置与所述第一停机按钮切换开关和所述第二停机按钮切换开关串联连接的超速切换开关和控制系统切换开关，以及将所述超速切换开关和所述控制系统切换开关分别连接测速装置和汽轮机控制系统。
【文档编号】F01D21/00GK103850724SQ201210499186
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】王旭峰, 曾彬, 孙兴东 申请人:中广核工程有限公司, 中国广东核电集团有限公司