核电汽轮机轴瓦温度信号可靠性提升策略分析

核电汽轮机轴瓦温度信号可靠性提升策略分析

发表时间：2020-01-08T13:44:01.280Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年20期作者：张志强1 唐琴2

[导读] 总结问题处理方法，为后续汽轮机轴瓦温度监测与保护的设计提供借鉴与方向。

福建福清核电有限公司福建福清 350300

摘要：国内某核电机组汽轮机轴瓦温度监视与保护逻辑由东方汽轮机有限公司设计，采用同一轴瓦两个温度信号共同送入同一温度处理卡件进行监视与保护使用，存在单一故障导致汽轮机保护跳机风险。此次研究主要针对原设计中存在的单一故障，进行轴瓦温度信号的可靠性提升分析，给出可靠性提升策略，总结问题处理方法，为后续汽轮机轴瓦温度监测与保护的设计提供借鉴与方向。

关键词：汽轮机轴瓦温度监测与保护

1.

1.1轴瓦温度信号测量现状

某核电厂汽轮机轴瓦温度信号采用送入GME（汽轮机监视系统）机柜内进行处理方式。GME系统使用EMERSON MMS 6000平台，主要由传感器及其智能处理模件组成，用于连续地监测汽轮机组的各种重要参数，当被监测对象超过模件中预设的门槛值时，系统能送出一个对应的开关量信号到保护系统中并做出相应的处理，使得这些故障在引起严重的损坏前能及时地遮断汽轮发电机组，保证机组的安全。

汽轮机组同一轴承瓦前与瓦后温度信号由探头侧输出到对应温度变送器，共同送入GME机柜内同一A6620卡件进行处理，当同时触发高报定值后，对应继电器动作，触发跳机信号。信号简图1。现场布置情况为同一轴瓦瓦前瓦后温度变送器布置与同一接线盒内，上游电源由同一端子排输出。

图1 轴瓦温度信号通道简图

1.26000系统介绍

MMS6000 监测保护系统是 1 套采用先进的微处理器技术，功能较全的监测系统，可通过工程师台对该系统各模件进行组态，可以通过串行通讯按MODBUS 协议与DCS系统进行数据交换，也可以通过各个测量通道的 4 ~ 20 mA 或 0 ~ 10 V 输出与外系统相连。该系统检测元件由电涡流传感器、磁敏电阻式传感器、速度器等组成，这些传感器准确可靠、性能优良。

MMS6000系统由适合 62.7 cm标准框架的具有不同功能的模件组成。其中包括：A6110-轴振测量模件；A6120-瓦振测量模件；

A6210-轴位移/ 胀差测量模件；A6220-轴偏心测量模件；A6312-转速测量模件；MMS6823R通讯模块。

MMS6000系统通讯功能主要使用MMS6823R通讯模块，MMS6823R通过RS485总线不断地访问连接在总线上的MMS6000模件来实现数据实时采集功能，同时将接收到特征值数据和报警及模件状态数据转换成标准MODBUS协议和TCP/IP协议输出。

MMS6823R通过RS485通讯口与MMS6000汽轮机监测保护系统的RS485总线连接，获取MMS6000系统各测量模件的实时数据。由于数据直接取自测量模块，无需中间处理，因而具有其它采样方式无可比拟的精度。系统采用同步整周期方式采集数据，采样点数可选，最大采样点数为1024。可采集起/停机（瞬态）和稳态的振动数据及相关过程参数。

系统从瓦振和轴振得到动态信号，从轴位移、偏心和差胀测量模件等得到静态信号。从转速模件获得设备的转速和键相信号。

数据采集，通讯服务程序采用多线程技术，各MMS6000模件通道的数据读写操作全部并行化，每一个串口都由一个单独的线程来完成读写操作，保证通道之间的数据是同步的。第二至第九号串口被用来连接MMS6000系列模件，其中每一串口可连接最多12个模件，每一个模件有两个通道，这样最多可以连接8×12×2＝192个通道。

通过局域网按照TCP/IP通讯协议将实时数据送到MMS6851服务器，同时将接收到的实时数据转换成标准MODBUS协议（RTU、ASCII可选），MMS6823R作为从站与DCS或DEH等系统（主站）通讯。

Modbus通讯：第14、15串口RS485为Modbus通讯端口，MODBUS输出可以选择RTU或ASCII协议，可由XML配置文件的Modbus字段来设定。从MMS6000接收到特征值数据和报警及模件状态数据可以被与MMS6823R相连的其他系统访问。

TCP/IP通讯：MMS6823R将接收到的特征值数据、波形数据和报警及模件状态数据转换成标准TCP/IP协议，可通过以太网TCP/IP接口输出。这些数据可以被与之相连的振动分析系统访问并调用显示。

1.2度信号测量可靠性分析

某核电汽轮发电机支持轴承由一块底部轴瓦、一块侧轴瓦和一块上轴瓦组成。支持轴承的温度由底部轴瓦的两个温度传感器测量。高

温度传感器测量。温度传感器为热电偶测量元件，热电偶温度计与瓦块接口示意图如图为单一接线盒布置，且为单独供电。