上海600WM汽轮机调节保安系统说明书

资料编号：71.191-7
N600-24.4/566/566型
600MW超临界中间再热凝汽式汽轮机
说明书
调节保安系统说明
发布实施
中华人民共和国
上海汽轮机有限公司发布
资料编号：71.191-7
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编制：程雁菁
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资料编号：71.191-7
目次
1.0 概述
2.0 EH供油系统
2.1 系统组成及原理
2.2 系统设备
2.3 系统运行
3.0 EH油动机及危急保安系统
3.1 系统工作原理
3.1.1 油动机
3.1.2 危急遮断控制块
3.1.3 EH油压低试验块
3.1.4 隔膜阀
3.1.5 空气引导阀
3.2 系统设备
3.2.1 主汽门油动机
3.2.2 高压调节汽阀油动机
3.2.3 再热主汽门油动机
3.2.4 再热调节汽阀油动机
3.2.5 危急遮断控制块
3.2.6 EH油压低试验块
3.2.7 隔膜阀
3.2.8 空气引导阀
4.0 机械超速遮断系统
4.1 系统构成
4.2 超速遮断机构
4.3 超速遮断阀自动复位装置
4.4 超速遮断机构校验装置
4.5 综合安全装置
5.0 控制系统维护导则
5.1 一般导则
5.2 抗燃油供货商
5.3 防止抗燃油变质
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5.4 抗燃油容器及输送工具
5.5 新抗燃油的典型特性参数
6.0 高压EH油系统冲洗说明
6.1 系统冲洗的准备
6.2 将EH油加入系统
6.3 冲洗
6.4 系统清洁度的测定
6.5 系统恢复
7.0 DEH控制系统
7.1 DEH系统功能
7.2 基本系统图像
7.3 页面说明
7.4 其它
8.0 ETS危急保安系统
8.1 系统概述
8.2 系统组成
8.3 使用说明
8.4 使用环境要求
8.5 电源要求
8.6 ETS的相关设备
8.7 电气部件清单
9.0 TSI汽机监测系统
9.1 概述
9.2 TSI系统监视和测量的参数
9.3 结构说明
9.4 功能说明
1.0 概述
191汽轮机的调节保安系统采用数字式电调系统（DEH），液压部分采用高压抗燃油系统（EH）。

DEH硬件即可以与DCS的硬件相同，也可以是独立的硬件。

本调节保安系统大致可分为DEH系统（电子部分），EH供油系统，EH 执行机构，危急保安系统、ETS（电子部分）和TSI系统几大部分。

1.1 DEH系统的硬件设备、软件特点、组态方法等可参阅相关硬件供货商的有关专著。

1.2 EH系统的总的功能是接受DEH信号操纵汽轮机的进汽阀以调节通过汽轮机的蒸汽流量。

EH系统可分为EH供油系统、EH执行机构。

1.2.1EH供油系统是以高压抗燃油作为工质，为各执行机构及安全部套提供动力油源并保证油的品质。

1.2.2EH执行机构用来直接控制各汽阀的开度。

EH执行机构共包含有主汽门油动机2台，高压调门油动机4台，再热主汽门油动机2台和再热调节汽阀油动机4台。

油动机的开启、关闭或开度的大小均由DEH的电信号控制，同时还设有由AST油压控制的联锁保护功能。

1.3危急保安系统由危急遮断控制块、隔膜阀、超速遮断机构和综合安全装置等组成，为系统提供超速保护及危急停机等功能。

1.4 ETS（电子部分）是汽机的紧急停机装置，它根据汽轮机安全运行要求，接受就地一次仪表、TSI二次仪表及其他系统要求汽机停机的信号，控制停机电磁阀，使机组紧急停机，保护汽轮机。

1.5 TSI是汽轮机的监测保护系统，在汽轮机盘车、启动、运行和超速试验试验以及停机过程中，可以连续显示和记录汽轮机转子和汽缸机械状态参数，并在超出预置的运行极限时发出报警，当超出预置的危险值时发送停机信号给ETS，使机组自动停机。

另外，本文还包括了“EH系统的维护导则”及“高压EH油系统冲洗说明”等内容。

2.0 EH系统
2.1 EH系统的功能及组成
EH系统的功能是接受DEH输出指令，控制汽轮机进汽阀门开度，改变进入汽轮机的蒸汽流量，满足汽轮机转速及负荷调节的要求。

因此EH系统
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实际上是DEH控制装置的执行机构。

控制再热主汽门的油动机，在汽机复置（挂闸）后，即将再热主汽门开启到全开位置。

控制主汽门及高中压调门的油动机将汽轮机进汽阀门控制到由DEH控制器发出的电气信号所要求的相应位置上。

除正常控制进汽阀门的开度外，EH系统还包括在危急情况下自动关闭油动机的装置（卸载阀）。

EH供油系统是一个全封闭定压系统，它提供控制部分所需要的全部动力油。

整个系统由油箱、冷油器、滤油器、高压蓄压器、低压蓄压器、各种压力控制阀、油泵及马达等组成。

由汽机转子直接带动的主油泵除通过注油器将润滑油供给汽轮机及发电机的轴承外，还供给机械超速遮断装置以及手动遮断装置用油，后者产生的安全油将通过隔膜阀与EH系统连结在一起。

2.2EH供油系统（图2-1）
2.2.1E H供油系统的工作介质
EH供油系统必须使用三芳基磷酸酯型的合成油（抗燃油）。

必须认识到合成油产品有需要特别注意的特性。

因此建议严格遵循油品制造公司的指导，包括油的使用、贮存、处理以及与其它材料的相容性。

为了控制油温，油箱底部装有电加热器（早期产品配置浸入式电加热器）（HTR/EH），由温度控制器（TI0030）自动控制其启停；在有压回油母管上配置了冷油器，手动操作冷油器出水截止阀实行油温手动控制，当油温仍不能下降到正常范围时还可以启动循环泵，进一步冷却油箱中存油的温度。

油箱上配有磁翻板式液位计和液位开关（71/HL、LL、LLL1、LLL2），用于显示实际液位和在液位高于或低于正常范围时报警以及在液位过低（肯定是系统中油大量外泄造成）时联动停泵。

从油箱盖向下插入油中的几根磁棒是为了吸附油中磁性颗粒。

在油箱下方布置了2组相同容量、并联运行的EH主油泵，可以互为备用，油泵上配置了调压阀，可以调节系统油压，油泵的输出流量则是根
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据系统的需用量自动调节。

每台油泵配有吸入口滤芯和出口滤芯，出口滤芯配有压差开关（63/MPF-1、2），在滤芯压差大于整定值时发出报警信号。

油泵出口的流量计（FIC-P1、2）可以时刻监视油泵的输出流量。

油泵出口逆止阀是为了保护处于备用状态的油泵不受到高压油的反向冲击。

每组油泵进出口上都配置了隔离截止阀，供在线维修用，正常工况下均应处于打开状态。

高压母管上配置的溢流阀的压力设定值一般要高于油泵出口油压2MPa以上，正常工作时应处于关闭状态，仅在油泵调压功能故障，为系统免遭高压冲击而设，实际就是一个安全阀。

如果溢流阀的压力设定值过于接近系统油压，就会有少量高压油通过溢流阀直接回油箱，不仅浪费能量，还会造成油箱油温的升高。

EH油箱上显示系统油压的压力表（GA4080、4090、4100、4110）共有4块，分别显示油泵出口压力和系统压力，同时还可以依此观察油泵出口滤芯的上、下游压力，得出具体压差值。

高压母管上配置的压力变送器（XD/EHP）可以将EH系统油压送到电厂集控室显示，为电厂运行人员提供监视信号。

蓄能器是为了稳定油泵出口油压。

压力开关（63/MP）的信号接点串入EH主油泵的自动启动回路，以便在系统油压下降到整定值时自动启动备用油泵。

该压力开关前设置了一个节流孔，压力开关后设置了一个手动截止阀，用于对备用油泵作定期活动试验。

当打开截止阀时，压力开关（63/MP）就会接收到系统压力低的信号，将备用油泵启动起来，但由于节流孔的存在而不会影响系统的实际油压。

试验成功，将手动截止阀恢复后，压力开关上的油压会自动恢复，然后必须手动操作停止启动起来的备用油泵，因为除了EH油箱油位低-低外，任何情况下EH主油泵都不会自动停止。

EH滤油系统分成二个部分，一部分由滤油系统交流马达和泵、滤油器、一只三通阀及冷油器组成，如果滤芯长期使用后污染较严重时，则差压开关就会发出报警信号，此时就应更换滤油器滤芯。

另一部分由离子交换树脂过滤器组成，由于离子交换树脂过滤器的工作原理与一般的纤维滤
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芯不同，它是通过离子交换方式来去除EH油中的污染物，所以在离子交换树脂过滤器上没有差压报警开关，离子交换树脂过滤器工作正常与否，是通过对油质的化验来确定的。

EH滤油系统交流马达和泵是当油箱中油温在回油冷油器投运后仍然踞高不下时投运，可以有效地降低油箱中存油的油温。

另一种离子交换树脂过滤器采用高压母管旁路布置方式，在进油口配置节流孔减压和控制流量。

离子交换树脂型再生装置，其滤芯分阳离子型和阴离子型2种，可以高效吸附EH油中的离子状污染物，而且消除了滤芯材料本身对EH油造成粉末污染的危险。

但树脂滤芯没有吸收水分的功能，相反，在离子交换过程中还会产生水分，而水分对EH油来说是一种加剧老化的催化剂，为此，配置离子交换树脂型再生装置后，还要配置脱水型过滤装置，并与离子交换树脂型再生装置同时投运。

2.2 系统设备
2.2.1 抗燃油
在高压供油系统中必须使用三芳基磷酸脂型的合成油，请严格地遵循油制造公司的有关指导，包括油的使用，贮存，处理等要求见5.2。

2.2.2 油箱组件
如图2-2“EH油箱组件”所示，其设备有：
1、一个有足够容量的不锈钢油箱。

在油箱顶部的人孔装有一个由螺栓联接的盖板。

油箱底部有一个手动的泄放阀，配有多个油泵吸油口和回油口。

2、相同容量的两个主油泵。

每个油泵通过柔性联轴器分别与驱动马达相联。

每个油泵设计成可连续工作，并布置在油箱的下方，以保证正吸入头。

油泵的结构如图2-3所示。

这是一种恒压变流柱塞泵，油泵的输出流量会根据系统的用油量自动调节，压力调节螺丝（28-11）用于调节油泵输出油压，该油压作用于套筒（21）内，套筒顶在可倾盘（9）上，与弹簧（19）力相平衡，系统用油量增大，油压就会降低，弹簧（19）就会将可倾盘（9）以枢销（10）为支点的倾斜角加大，使每个柱塞（6）在电机旋转一周过程
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中在筒体（3）中的轴向位移量加大，即吸排油量加大，油泵的输出流量加大，满足系统用油量后达到新的平衡点；反之，套筒（21）推动可倾盘（9），会使油泵输出流量下降，达到较小流量时的平衡点。

由此可以看到，这是一种有差调节，流量加大会使输出压力略有下降，反之，会使输出压力略有升高。

调节螺丝（22）限制套筒（21）退回的最大行程，当套筒（21）退到靠上调节螺丝（22）时，象征着油泵达到了最大流量，如此时油泵的输出流量仍不能满足系统的用油量，泵的输出压力就会不受控制地下降。

调整调节螺丝（22）的位置可以调节油泵的最大流量，一般将调节螺丝（22）的位置确定在油泵最大流量为额定值。

当流量极小时，可倾盘（9）上的压力盘（16）的平面将接近与泵的旋转轴线垂直，故该种泵短时间的闷泵运行不会损坏。

由于该种泵工作时滑靴（7）将在压力盘（16）上高速磨擦，磨擦面间的静压力的大小与泵的输出压力成正比，磨擦面间必须有高压油润滑，泄出的润滑油直接排在泵的壳体内，所以必须在泵壳上接一根回油管到油箱，位置可在安装螺塞（58）处，同时还必须注意在泵壳内无油时不要让泵高速运转，避免不必要的损坏。

3、一套循环泵组。

一套用于冷却及过滤循环泵，油泵为叶片泵。

正常运行时不必投运。

泵组上布置了可接软管的吸油口，在经过相关阀门的适当操作后，可以通过软管从油桶中吸油，即兼具了加油装置的功能。

4、每一个泵吸油管上都安装了滤网，可以在相关的泵停运时更换滤芯。

5、一个EH油箱控制块组件装在油箱顶部。

它加工成能安装下列部件：
a、2个滤芯式3微米金属丝网滤器，一个泵出口通一个滤芯，每个滤器均分开安装及封闭。

这些滤芯可以清洗和重新使用，但必须要按专门的清洗技术进行。

b、两个逆止阀（如图2-4）装在每个泵的出口侧高压油路中，位于控制块中滤器的下游。

c、一个溢流阀（如图2-5）位于逆止阀的下游。

用来监视油压，并且当油压高于设定值时，将油送回油箱。

d、两个截止阀正常时全开，手动关闭其中的一个阀门，就使得控制
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块中对应的部分与高压油总管隔绝，便可对此部分的滤器、逆止阀以及泵进行在线维修。

关闭其中的一个阀门，只隔绝双重系统的一路，不会影响汽轮机的运行。

6、四根装有磁钢的空心不锈钢杆全部侵在油中。

每个杆可以分别拆出进行清洗。

7、一个磁翻板液位计，用于显示油箱中的液位。

在液位计上还配置了液位报警开关，当液位改变时，推动开关机构。

磁翻板液位计还提供一个4~20mA的液位远传信号供用户使用。

液位报警开关的控制安排如下：
a 一个液位高报警开关71/HL。

及低液位报警开关动作。

b 一个液位低报警开关71/LL。

c 一个液位低—低报警开关71/LLL1。

d 一个液位低—低报警开关71/LLL2，与停泵联锁动作。

8、一个针阀装在油泵压力开关邻近油路上。

可用于对备用油泵启动开关进行控制，定期进行备用油泵启动试验。

9、一个数显式的温度控制器，安装在油箱端子盒ER的侧面，显示油温，兼有温度开关功能。

10、一个弹簧加载逆止（溢流）阀装在有压力回油的旁路管路上，这样可在冷油器故障被切除时，使回油旁路绕过冷油器进入油箱，避免有压回油管中压力过高。

11、两个冷油器装在油箱边上。

冷却水在管内流过，而系统中的油在冷油器外壳内环绕管束流动。

冷却水量可手动控制。

12、在进入两只冷油器的油管路上分别安装有两只三通阀，三通阀是用来选择进入冷油器的通道及进行冷油器的检修及维护。

13、一个端子箱装有接线端子排及以下的压力开关组件：
a、两个压差开关（63/MPF-1和63/MPF-2）。

每个压差开关指示出装在主油泵出口油路上的滤芯进口侧与出口侧的压差。

如果压差达到大约0.69MPa，则开关就会发出报警信号，以表示此滤器被堵塞，并且需要清洗或调换。

b、一个压力开关（63/MP）感受油系统的压力过低信号，调整到当压
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力低至10.4～11.1MPa表压时，接点闭合，并启动备用油泵。

c、一个压力开关（63/LP）感受油系统的压力过低信号，调整到当压力低至9.31～10.2MPa表压时，接点闭合，并发出报警信号。

d、一个24VDC电源，用来给油箱温度控制器提供工作电源。

14、一个气－液式高压蓄能器装在油箱的旁边，用来减小系统压力波动。

此蓄能器是一个有丁基橡胶气囊的油缸。

气囊内预先充进的氮气压力与外侧油系统中的油压相平衡。

此蓄能器通过一个蓄能器块与油系统相连。

蓄能器块上有一个截止阀能够将蓄能器与系统隔绝。

以进行充气压力检查、重新充气或维修。

蓄能器氮气一侧有一个压力表，用以检查充氮压力，某些进口蓄能器产品不配压力表，而是提供一个手提式测压工具。

2.2.3精密滤器
离子交换树脂型再生装置，代替原来的精密滤器组件。

根据油质情况的不同，可以选择投运阳性离子或阴性离子滤芯。

同时，还需配置脱水装置，与离子交换树脂型再生装置同时投运。

2.2.4高压蓄能器
辅助气－液式高压蓄能器装在两个支撑架上，每个支架安装三个蓄能器，布置在汽机两侧主汽阀—调节汽阀组件近旁。

每个蓄能器均装有一个测量气压的压力表（某些进口产品不配压力表，而配测压工具），各个蓄能器均与一个集合块相连。

此集合块可通过阀门隔绝任何一个蓄能器，以进行充气压力检查、重新充气或检修。

2.2.5回油蓄能器
四个气－液式低压蓄能器分成二组，装在有压力回油管上，它们作为缓冲器，在负荷快速卸去时，吸收回油系统中的油。

蓄能器由一个橡胶气囊和钢外壳组成，橡胶气囊是用来将气室与油室分开的，气囊中充有0.207MPa的干燥氮气，外壳上装有与橡胶气囊相连的充氮防护气体阀。

一组回油蓄能器与一组高压蓄能器安装在同一个支撑架上。

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2.3 系统运行
正常运行时，高压油系统所需的初始压力是从高压油箱通过1号或2号电动泵所提供的。

这两个泵容量相同，并且当系统压力低于原先设定的最低值时，备用泵就会自动启动。

两个泵均可通过控制开关手动控制。

通过与出口管路相连的压力开关可以对两个泵中的任何一个实现自动启动，此压力开关通过一继电器来启动停着的备用泵。

如果供油系统在环境温度低的场合下运行，就需要加热器。

最好不要低于21℃长期运行，在任何情况下不得低于10℃下运行。

如果油温低于21℃，但高于10℃，则可采取下列紧急步骤：
将高压溢流阀调节螺钉调节到最低压力的位置并且启动一个泵，将调节螺钉调到使出口压力维持在3.5MPa表压的位置，使泵运行一段时间，当油温达到15.6℃时，将压力慢慢调到7.1MPa表压，为了加速温度上升的速度，另一个泵也可启动以加快加热的速度。

注意：
如果泵的噪音及振动水平显著增加，则通过减少溢流阀调整值来减少出口压力。

一旦油温达21℃，则备用泵就可停止，并且重新将溢流阀调整到原来的位置。

调整值见“透平控制整定值”。

重新整定溢流阀：
（1）将溢流阀螺钉调进，以保持压力为16.2-16.6MPa表压；
（2）锁紧此调节螺钉。

注意：
上述步骤仅是在紧急情况下采用，不推荐在这样的紧急情况下进行启动。

当两个泵中任何一个在运行时，必须将另一个的控制开关转到“断开”的位置，才能使它手动停止，此控制开关靠着弹簧力回转到“自动”位置，以使此泵再次置于压力开关的控制之下。

油箱顶上装有一个手动阀，用来手动试验停着的备用泵。

打开手动阀可将到自动启动压力开关（63/MP）去的油压泄去使开关动
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作启动备用油泵。

油泵从油箱底部通过吸入滤芯来吸油，可以保证油泵吸油口有正压力并防止吸入大的颗粒状硬物损坏油泵。

从油泵出来的油进入油箱顶部的控制块，在控制块中油通过3微米的滤芯。

滤器两端连接着一个压差开关，它的接点在0.69MPa压差下闭合并发出警告：滤器已经变脏了。

注意：
一旦滤器的压差开关动作，则必须立即采取步骤换掉此弄脏的滤芯。

如果高压油总管的压力降到10.7～11.8MPa时，一个压力开关的接点就会闭合，发出报警信号。

如果高压油总管的压力降到10.4～11.1MPa表压时，则如上所述，备用泵就自动启动。

一个对1号及2号油泵公用的溢流阀是用于防止系统超压的。

如果压力高达16.4～16.8MPa表压时，溢流阀就会将超过的流量送回到油箱。

当压力达16.1～16.4MPa表压时，一个与高压总管相连的压力开关就会发出报警信号，此压力开关仅作为选择性设备而提供。

在高压蓄压器皮囊内部有一个充有9.3MPa表压压力干燥氮气在皮囊外方蓄积着系统油压，供系统正常或瞬时所需。

氮气压力应定期检查，如必要的话应重新充气。

检查的时间间隔见说明书资料中“蓄压器重新充气”的专门说明逐条进行。

气压可以从装在蓄压器顶部的压力表读得或用测压工具检查获得。

由于环境的温度会影响气压，因此检查压力应在环境温度稳定以后进行。

在压力回油管路上接有低压蓄压器，必要时应遵循本说明书中“蓄压器的再充气”说明对这些蓄压器的充气压力进行检查及再充气。

油箱上布置了两个冷油器，正常情况下，回油通过其中一个冷油器回油箱，就可以将油温控制在要求的范围内，如果油温仍然上升，可以启动冷却循环泵，进一步冷却油箱内油的温度。

流入冷油器的水应该被调节到使系统的油温保持在35℃到45℃之间。

可以手动地调节冷却水流量，以保持油温处于上述范围中。

在油箱端子盒的数字式温度计不断地指示出油箱中的油温。

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精密滤油器系统是用来改善油质的（保持中性，去除水份等）。

有了此系统，高压油总管中的一部分油流过此滤器，返回到油箱。

在机组投运的第1个月，此系统应每周连续运行8小时。

在以后的日子里，照油的污染及化学（中和系数、含水量、电阻率）分析表示需要时运行此系统。

分析应按照“控制系统油的注意、维护及使用”中的规定进行。

为了进一步防止油的污染，在油箱的顶部装有磁棒，这些磁棒应定期地拆出并进行清洁。

清洁时用干净而不起毛的布就可以了。

在磁棒移出油箱时，留下的开口应妥善盖好，以防止污染物进入油箱。

在油箱中应有足够的油，以便在机组运行时，油位读数在正常的运行值上。

如果要加油的话，则要照“控制系统油的注意、维护及使用”说明中的要求进行。

油箱容量是300加仑。

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3.0 EH油动机及危急保安系统
3.1 系统工作原理
参阅图3-1，可以了解系统的基本工作原理。

3.1.1 油动机
每个油动机与系统之间有三根油管相连，一根是由EH供油系统提供的高压油作为油动机的动力油源送到每一个油动机，每个油动机在高压油入口都配有隔离截止阀，在线维修时如需更换油动机上的某一元件，可以关闭此阀后进行，不必停泵。

每个油动机上还有一根回油管与系统的有压回油母管相通，出口处有一个逆止阀，防止在线维修时有压回油的倒流泄漏。

另一根为安全油管，出口处也有一个逆止阀，用于在泄去某一个油动机的安全油压以达到快关该油动机（如做汽阀门杆活动试验）时不会影响其余油动机的工作状态。

主汽门油动机（简称TV）和再热主汽门油动机（简称RSV）的安全油管与危急遮断（AST）油总管相通；调节汽阀油动机（简称GV）和再热调节汽阀油动机（简称IV）的安全油管与超速保护（OPC）油总管相通。

AST母管与OPC母管均通入危急遮断控制块，在危急遮断控制块内，AST母管与OPC母管之间布置了2个并联逆止阀，方向为OPC向AST可通，反向逆止，这样可以在超速保护动作时只泄去OPC 油压而保持AST油压，而在泄去AST油压（如停机）时，OPC油压自动泄去，不必动作相关的OPC电磁阀。

图3-1的油动机均为单侧型，油压提供开启力，关闭依靠弹簧力。

油动机有可控型和全开全关型2种，其中RSV为全开全关型，其余为可控型。

在汽机复置（建立隔膜阀上方油压，关闭隔膜阀）和挂闸（给4个AST 电磁阀通电，使之关闭）后，高压油（HP）经RSV的截止阀和节流孔进入油缸高压腔，该油腔与卸荷阀高压腔相通，卸荷阀的主阀芯上有一个节流孔，高压油流过节流孔后经逆止阀向危急遮断（AST）油母管供油，使AST油压上升接近HP油压，随着油压的上升，RSV逐渐打开，直到全开。

要关闭RSV有3种途径，一是泄去AST母管油压（相当于停机状态）；二是松出卸荷阀的压力调节手柄，使溢流阀打开，但由于AST逆止阀的作用，AST母管油压不会泄去，因而其它油动机的状态不会受到影响，适用于手。