1、培训体系DEH培训资料（培训体系）2020年DEH培训资料（培训体系）2020年DEH培训资料核一厂主汽机控制系统（DEH）训练参考数据学习目标：了解本厂汽机控制系统，包括液压驱动、汽机保护、数字控制软应体、运转模式及操作运转等目录：第一章：核一厂主汽机控制系统 DEH 概述第二章：液压驱动系统第一章：润滑油和汽机保护系统第四章：数字控制系统架构和设备第五章：DEH 系统的运转模式第六章：系统操作和运转核一厂电气课汪惠强第一章 核一厂主汽机控制系统 DEH 概述一、汽机控制系统概述（图 1-1）DEH，为数字式电子液压控制(Digital Electronic Hydraulic)系统之简称。
2、包括：1. 蒸气阀、伺服阀（Servo Valve）及动作器（Actuator）。2. EH 高压液压驱动系统。3. 润滑油系统和汽机保护系统。4. 数字电子控制器（DEH）。二、控制目的和功能：1. 反应炉压力控制2. 控制汽机的转速、加速度及超速保护。3. 控制汽机的负载，随反应器的蒸汽产生率自动调整。4. 发生大功率瞬变时，操纵主蒸汽旁通系统，以维持反应器压力在限制值以内。5. 进气阀、控制阀、旁通阀功能试验。三、核一厂主汽机架构：（图 1-2 图 1-3）一只高压汽机及俩只低压汽机串行而成，主要蒸气阀门有：。进汽阀（Stop Valve 简称 SV）俩只控制阀（Governor Val
3、ve 简称 GV）四只中间阀（Interceptor Valve 简称 IV）四只再热蒸汽阀（Reheat Stop Valve 简称 RV）四只旁通阀（Bypass Valve 简称 BPV）三只四、汽机复归和启动：1. 汽机复归 (Latch) ： 通常于现场执行汽机复归动作。 建立自动停机油压 (Auto Stop Oil)压力 45 PSIG ，自动停机膜片阀（Auto Stop Diaphragm Valve）关闭，将紧急跳脱停机液压封闭，建立蒸气阀控制油压。 主控制室 DEH 手动控制盘TURBINE TRIPPED灯熄， TURBINE LATCH灯亮。 各进汽阀（Stop Va
4、lve）、中间阀及再热阀在OPEN状态，各控制阀 (Governor Valve)在CLOSE状态。2. 通常汽机起动均俟下列条件到达后即执行汽机复归动作： 反应器压力到达无载额定 65(924 PSIG) 蒸汽产生率达 1020额定值 主冷凝器真空愈高愈好，最好高于 62.3 ( 25)之上。 汽机慢车回转至少 2 小时五、主汽机数字电子控制器（DEH）之演进：（参图 1-1 ）核一厂：原装机采用 WESTINGHOUSE DEH MOD I (1970)中央计算机（P-2000）和模拟控制为架构。核二厂：WESTINGHOUSE DEH MOD II (1973)（请核二介绍）核一厂：19
5、93 更新，采用西屋公司 WDPF (Westinghouse Distributed Processing Families) 分布式数字控设备为架构，称之为 DEH MOD 。（参图1-4）【 图 1-1 汽机控制系统简图 】【 图 1-2 主汽机阀门位置布置图 】【 图 1-3 主汽机蒸汽控制阀门排列图 】【 图 1- 4 DEH 系统架构图 】第二章 液压驱动系统【液压驱动系统概述】（参图 2-1）1.液压致动控制系统包括：（1）各蒸汽阀及伺服致动器。（2）EH 高液压系统2.就使用功能而言，蒸汽阀及伺服致动器可分成：（1）线性控制阀（如 GV、BPV）。（2）全开/全关阀（如 SV、
6、IV、RV）。（3）液压紧急跳脱泄放回路。3.就使用功能而言，EH 高液压系统可分成三条主流：（1）高液压供给（High Pressure Supply Fluid）（2）紧急跳脱控制（Control Valve Emergency Trip）液压【进气阀】1.进气阀（Stop Valve 简称 SV） 蒸气进入汽机作功的第一个关口， 停机时隔离汽机，运转中可急速关闭（0.3 秒）。 此阀为圆盘式，用单向动作器操作。 由高压液开启；弹簧力量关闭。 阀共 2 个。2.进气阀控制组件：(1)动作器（Actuator） 单筒式(2)倾卸阀（Dump Valve） 进气阀、中间阀、再热阀使用相同倾卸阀
7、 动作说明，参图 2-2。可定期试验（电磁阀）。(3)反应器保护系统连锁。【 图 2 - 2 动作器和倾卸阀 】【控制阀】1.控制阀（简称 CV or GV） 使用伺服阀，能够随意调整开度，精确控制汽机之转速(且联前)或出力(且联后)。 弃载时（Load Rejection）急速关闭。 单阀座圆筒式（Single-Seat Plug Type），由单动作器操作。 高压液开启，弹簧力关闭。 蒸气流过转 90 度，此阀共 4 个。2.控制阀控制组件及相关逻辑：(1)伺服阀（Servo Valve） 依 DEH 需求讯号，调节动作器之开度。 仅控制阀及旁通阀装有伺服阀（共 7 个）。 动作之原理：
8、俩组线圈，只需一只正常即可。 线圈驱动电压讯号之意义：0V ：Valve 于平衡状态+1V ：Valve 于开启中，+1V 以下为调节开启，+1V 为饱和电压-1V ：Valve 于关闭中，-1V 之上为调节关闭，-1V 为饱和电压 伺服阀动作说明（图 2-3 至 2-5）(2)控制阀和旁通阀装设有 LVDT 阀位(开度)回授数据至控制器。【 图 2-3 伺服阀（Servo）结构及平衡状态 】【 图 2-4 伺服阀（Servo） 控制 Valve 开启 】【 图 2-5 伺服阀（Servo） 控制 Valve 关闭 】【控制阀（续）】(3)控制阀之倾卸阀（Dump Valve） 紧急跳脱迅速关
9、闭控制阀。 动作说明（图 2-6）(4)反应器保护系统连锁： 紧急跳脱控制液压压力低于 1000 PSIG 代表控制阀快速关闭 可于运转中执行测试。【图 2 - 6 控制阀之伺服阀和倾卸阀】【再热阀 和 中间阀】1.再热阀（Reheat Valve 简称 RV） 低压汽机用。 机组故障跳脱时急速关闭，防止汽机超速。 阀为蝶式，由单动作器操作。 使用高压液开启，弹簧力量关闭。 仅能全开全关，蒸气直流而过。 此阀共 4 个。2.再热阀控制组件：再热阀之动作器和倾卸阀和进汽阀相同。3.中间阀（Iterceptor Valve 简称 IV） 此阀装在再热阀之后 汽机弃载时急速关闭，防止汽机超速。 其构
10、造和再热阀相同。 亦为全开全关式。 此阀共 4 个。4.中间阀控制组件：中间阀之动作器和倾卸阀和进汽阀相同。【旁通阀】1.旁通阀（Bypass Valve 简称 BPV） 旁通蒸气到冷凝器。 维持汽机蒸气压力 单阀座圆筒式，由单动作器操作。 高压液开启，弹簧力关闭。 使用伺服阀能够随意调整开度，调节蒸气压力。 此阀共 3 个。2.旁通阀控制组件及相关逻辑：(1)旁通阀之倾卸阀（Dump Valve） 倾卸阀【图 2 - 7 旁通阀之倾卸阀】【旁通阀（续）】(2)主冷凝器真空不良时（设定7HG VAC），限制旁通阀手动开启。(3)旁通阀之动作：（a）汽机出力大于 25% 时 BPV 全开泄放蒸气
11、。（b）汽机出力低于 25% 时 BPV 视蒸气压力高低决定开度，调节压力。(4)复归电磁阀和旁通阀旁通阀的复归电磁阀控制旁通阀的倾卸阀以决定旁通阀是全开或受压力控制器控制开度。(5)复归电磁阀特性说明：(a)反动作电磁阀 失能时（De-En.）Open；允许 BPV 快速开启。 赋能（En.）时 Close；BPV 依压力讯号开启，调节压力。(b)赋能（En.）Close 条件： 汽机出力低于 25% 时 汽机跳脱(Trip)，在汽机出力降低至 25% 的 5 秒后（Reset Time）。(c)任 3 只 MSIV Open 开度小于 10 % 后 20 分钟内。(6)复归电磁阀回路断线侦
12、测系统 防止低载时误 Open，若于此时发生汽机跳脱事故时，旁通阀将全开，反应器急停。 回路断线侦测以回路外加微电流监测。 正常时VALVE TEST 2010，操作屏幕画面右边有三只圆圈呈黄色指示。（参图 6-7） 断线时，转变为红色闪动状态。【高压液压油源】(一)高压液压供给（High Pressure Supply Fluid） 各蒸汽阀驱动器(液压开启，弹簧关闭)之原动力。 所采用之操作液为具有适宜润滑性、非燃烧性、化学安全性之合成液。1.由俩套相同之液压系统供给，一套经常运转，另套备用。组成设备：1-1. 200 加仑容量之不锈钢储液槽，外加一只后备不锈钢储液槽。1-2. 2 部马达
13、带动之定流量液压泵。1-3. 140 Micron 之金属网过滤器，设在液压泵进口侧。1-4. 2 个卸压阀装在液压泵出口。 1-5. 2 个止逆阀装在液压泵出口，在卸压阀下游。1-6. 2 个释放阀装在液压管侧。1-7. 2 个隔离阀装在上述释放阀和卸压阀之间。1-8. 1 套电加热器(当液温低至 70 以下时使用)1-9. 2 个液位开关，高/低液位警报，以及低/低-低液位跳脱液压泵。1-10. 2 个热交换器，采自动温度控制。1-11. 漂白土过滤器1-12. 2 个蓄压器，内设一活塞，活塞一端是充有 1250 Psig 之氮气，另一端即为高压液，储存液压用。1-13. 3 个液压开关装
14、于高压输出管路上，供保护和控制用。【EH 液压油压力控制】2. E.H.系统液压压力设定：(1) 释压（Relief）阀162（2300 PSIG）(2) Unloading Valve 147.8(2100 PSIG)(3) Loading Valve 126.7(1800 PSIG)说明： 系统压力由 Loading/Unloading 阀监控 压力变化周期约 Loading 20 秒Unloading 2-3 分钟。3. E.H 液压力警报设定(1) 高压警报(63/HP) 155(2200 PSIG)(2) 低压警报(63/LP) 98.6(1400 PSIG)(3) 低压自动起动(6
15、3/MP) 94.4(1350 PSIG)说明：a.压力降到1350 PSIG时，备用高压液泵（MP-1或MP-2）自动起动。b.可于运转中执行测试。(4) 出口（Discharge）过滤器差压高警报（63/MFP-1及63 MFP-2) 7(102 PSIG)(5) 泄放（Drain）压力高警报(63/DR) 2.1( 30 PSIG)。【EH 液压油液位控制】4. E.H.液储存槽警报设定值（71/FL-1及71/FL-2)(1) 低液位警报：43.8（17.25）(2) 过低(Low-Low)液位液泵跳脱前警报：29.4(11.625）。(3) 液泵低液位跳脱：19.3（7.625）。(
16、4) 高液位警报：55.9（22）。说明： 平常液储存槽之液位，至少为 50.8（20）。 液位控制相关连锁：(1)液位降至液泵低液位跳脱 19.3 尚需低液位警报 43.8亦动作确认时，俩台高压液泵（MP-1 及 MP-2）皆跳脱。(2)动作 86/LFT 闭锁电驿，需手动复归 86/LFT 闭锁电驿方能再启动。 俩台高压液泵（MP-1 或 MP-2）皆跳脱后，汽机将因丧失高压液关闭各阀而跳脱。 【EH 液压油温度控制】5. 高液温度警报设定（26/HT) 60（140）说明：（1）E.H液储存槽液温正常运转温度正常由 TCV-111-201A 或 B 自动控制以维持E.H 液体运转温度在
17、43.3 至 54.5（110130）（现场温度计）。（2）液压系统正常运转前， E.H.液体温度应在10（50）之上。（3）液体温低于21（70）但高于10（50）依照异常操作规规程507.5处理。【EH 液压油杂项控制】6. E.H 高、低压液蓄压器：（1）蓄压器作为系统压力稳定用，内充高压氮气。（2）高压蓄压器 N2 压力应高于 81(1150 PSIG)，正常为 1250 PSIG。（3）低压蓄压器 N2 压力应高于 1.7(24 PSIG)。7. E.H.液被污染或化学分析知悉已遭污染或异常的酸碱度：（1）轻度遭受污染时，以污染过滤(Contaminant Filter)器处理。（2
18、）如遭受异常的酸碱度及污染，污染超过或接近限值时，另行启用漂白土过滤器( Fuller Earth Filter)。【EH 液压油紧急跳脱控制】（二）紧急跳脱控制(Emergency Trip）液压：1.正常运转时，紧急跳脱控制液压用来封闭各倾卸阀，使各阀之高压液压供给在汽机复归 (Latch) 后不致泄压。2.发生有超速潜在情况时，动作 OPC 电磁阀泄压，控制阀、中间阀及抽汽逆止阀藉由弹簧力量跳脱关闭；旁通阀则视汽机出力或蒸气压力决定开度。 理论上， OPC 电磁阀动作，汽机不会跳脱，继续运转。事实上，本厂 BWR 反应器会因压力瞬时立即跳机。3.泄压电磁阀：20-1/OPC 及 20-2
19、/OPC 。4.20-1/OPC 及 20-2/OPC 电磁阀动作条件：（1）OPC 动作：（和负载无关） 汽机转速 104 （二号机 104.5）， 汽机转速降回 104，（二号机 104.5）以下，OPC自动复归。（2）欠功率电驿（R/GPL）动作：（和速度无关）汽机出力 30% 而发电机出力 3 %（Under Power Relay）再加上发电机电压正常(60 电驿没动作)。（3）预期跳机讯号（LDA）动作：（和速度无关） LDA 属于 DEH 保护动作项目。 当汽机负载在 25 之上时，如发电机断路器（OCB）开启。 25 汽机负载由低压汽机 1A 进汽压力是否超过 25 额定压力判
20、定。 发电机断路器开启 7.5 秒后，汽机已跳脱或断路器再 Close 或汽机转速降回 104（#2 104.5 ）以下，LDA 讯号自动 Reset。【EH 液压油紧急跳脱停机控制】（三）紧急跳脱停机液压（Stop Emergency Trip）1.紧急跳脱停机液压则用来封闭汽机所有蒸汽阀之倾卸阀，以维持各阀之高压供给不致泄压。2.相关泄压设备：（1）20/ET 电磁阀或（2）自动停机油压 (Auto Stop Oil) 压力 45 PSIG，自动停机膜片阀(Diaphragm Valve）开启将紧急跳脱停机液压泄压。（参图 2-8 ）3.当发生紧急跳脱状况时，紧急跳脱停机液压泄压，藉由弹簧
21、力量跳脱以关闭各阀；旁通阀则视汽机出力或蒸气压力决定开度。4.紧急跳脱停机动作条件：(1)20/ET 电磁阀动作条件：a. 自动停机油油压低3.16(45 PSIG)。b. 发电机主闭锁电驿 86/G-P 动作。c. 发电机后备闭锁电驿86/G-B 动作。d. R/GPL 电驿（Relay）动作。(2)自动停机油油压 (Auto Stop Oil)压力 45 PSIG 动作条件，参下一章润滑油和汽机保护第三章 润滑油和汽机保护系统一、润滑油系统：（参图 2-1）1.功能： 提供机件、轴承润滑所需之油源。 提供汽机保护自动跳脱(Auto Stop Oil）油压。 发电机氢气封油之后备油源。2.主
22、要设备：(1)主油泵(Main Oil Pump)(2)油喷射器（Ejector）(3)轴承润滑油泵（Bearing oil pump 简称BOP）(4)紧急油泵（Emergency oil pump 简称EOP）(5)后备封油泵（Seal Oil Back-up简称SOB）(6)热交换器：(7)汽机机械超速跳脱机构：(8)推力轴承过度磨损跳脱装置。(9)轴承润滑油低油压跳脱装置。(10)低真空跳脱装置。(11)跳脱电磁线圈。(12)零速度指示装置。3.润滑油之运转：(1)停机，或起动时：轴承润滑油泵（Bearing oil pump 简称BOP），由交流马达带动；供给主油泵吸油、轴承润滑及慢
23、车齿轮（Turning Gear）。后备封油泵（Seal Oil Back-up简称SOB），由交流马达带动；供给高压油至汽机保护系统以及发电机氢气封油之后备系统高压油。俩者共享同一控制开关【润滑油系统（续）】(2)当汽机达到额定转速1800 PRM 后：汽机转轴带动之主油泵即能供应轴承润滑保护系统以及发电机氢气封油后备所需之润滑油。4.系统自动反应（1）汽机轴承油泵及汽机紧急油泵，在轴承润滑油压低下时均会自动起动。 轴承油压下降至 0.84（12 PSIG）时，自动起动交流汽机轴承油泵（BOP SOB）。 轴承油压下降至 0.77（11 PSIG）时，或汽机轴承油泵失电和发电机输出断路器开启
24、时，自动起动直流汽机紧急轴承油泵（EOP）。（2）轴承润滑油压正常保持在 1.05（15 PSIG），低至0.56（ 8 PSIG）时发出警报，若低至 0.42（6 PSIG）时跳脱汽机。而于油压回升至 0.49（7 PSIG）时能够手动复归汽机。（3）汽机慢车齿轮于轴承润滑油压下降至 0.21（3 PSIG）时跳脱，且于轴承润滑油压回升至 0.28（4 PSIG）时自动复归。（4）汽机润滑油槽、油气抽除器出口低压力时，后备油气抽除器自动起动；当发电机灌有氢气时应保持一台运转。（5）后备封油泵（SOB）之出口设有100Pisg之泄释阀以保护油泵以及其管路。【润滑油系统（续）】5.温度控制：(1
25、) 2台热交换器，一台即可维持轴承温度不超出160，视需要手动调整温度。(2) 2台热交换器，一台即可维持轴承温度正常运转范围 4349（110120）内；视需要手动调整冷却水出口阀 V-104-226A 或 226B，高温警报设定 76（170）。(3) 汽机达到同步转速时，至各轴承之供油温度至少在 37（100）。6.润滑油油槽液位和杂项控制：(1) 低运转油位为 10.5（26.7）。(2) 最高油位为 37.5（95.3）。(3) 正常油位上下 6 吋，为高油位和低油位警报。（4）汽机润滑油含水量必需小于 100PPM。【汽机保护系统】一、汽机保护系统：（参图 3-1 3-2） 汽机保
26、护系统经由自动停机膜片阀（Interface Diaphram valve）将 E.H 高压液系统之紧急跳脱停机液压泄压，迅速关闭进汽阀，控制阀，再热阀和中间阀，同时开启汽机旁通阀汽机立即跳脱。 属于汽机安全保护系统；凡动作后，须查明原因方能再复归（Latch）汽机。 动作条件如下：(1)自动停机油压 (Auto Stop Oil)压力 45 PSIG 动作条件：a. 冷凝器低真空 50.8（20）HG。b. 低轴承油压 0.42（6 PSIG）。c. 止推轴承磨损跳脱 5.63（80 PSIG）。d. 汽机转速达到 110额定值时；汽机机械超速保护，由一飞锤，紧急关闭控制液泄油阀，以及过速试
27、验机构所组成。之上四个功能可于运转中执行功能测试。e. 20-1/AST 电磁阀动作。f. 20-2/AST 电磁阀动作。【汽机保护系统（续）】（2）20-1/AST 或 20-2/AST 电磁阀动作条件（俩者相同）：a. 63-1X/AST ：在发电机主断路器关闭情况，自动停机油压（Auto Stop Oil）低45 PSIG ( 63-1/AST )，致 GEN. Motoring Trip 电驿动作（此信号也直接跳脱发电机）。b. 63/AM：无载蒸汽状况（No Load Steam Condition ) (63D/AM)，高压汽机第一段压力和排汽之压力差小于1.76(25 PSIG)
28、，时间超过 40 秒。c. 26/EHT：排汽壳温度超过 121（250）以及发电机输出断路器开启，时间超过 40 秒。d. R/GPL电驿（Relay）动作。e. 发电机闭锁电驿（Lockout Relay) 86/G-P 或 86/G-B 动作。f. DEH 超速保护侦测汽机110 额定转速。 g. DEH 控制器故障，包括： 丧失 DPU-2/52 之 I/O 13Vdc 电源，或 丧失 Manual Panel 24Vdc 电源，或 俩个 OPC 控制组件（DPU-2及DPU-52 ）同时故障。h. EOTS 侦测汽机 110 额定转速 ( Overspeed)。i. 同时压下TURB
29、INE TRIP及THINK TRIP俩按钮。j. TGSST3：MSIV 关闭，任 3 只 MSIV 开度小于 90%。【图 3-1 汽机 Auto Stop Oil 油路示意图】注： LDA 和 R/GPL 之差异：LDA ：OCB Open 电送不出去之弃载保护。R/GPL：OCB Close 而电送不出去之弃载保护。【 图 3-2 汽机跳脱路径 】第四章 数字控制系统架构和设备：一、硬件安装：(一)硬件安装位置和外观： 安装于主控制室，盘号 MCP-120-15、16、17 及临近区域。 系统架构如图 4-1 。 安装分布如图 4-2 。(二)分布式微处理器（Distributed Processing Unit简称 DPU）硬件组合： 为本厂 DEH 主控计算机盘，包括 DPU-2/52、3/53、8/58 盘内设备参图 4-3 示。(三)系统接地：参图 4-4。 本系统控制盘和基座间需绝缘处理，再采用幅射型接地方式接地处理。 为防止噪声及静电干扰。 因此施工或维护时应注意控制盘之接地状况。二、系统架构：DEH 系统由下列设备组成：参图 4-1(一)双重网络： 如图 4-1 所示最上层的二条横向黑线，采用双重线路方式架设。 高速传输线 (Data Highway)
