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NB

中華人民共和國(guó)能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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核電廠常規(guī)島熱力性能試驗(yàn)導(dǎo)則

Thermalperformancetestguidelinefornuclearpowerplantconventionalisland

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（征求意見(jiàn)稿）

（本稿完成日期：2014-07-28）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

國(guó)家能源局發(fā)布

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I

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核電廠常規(guī)島熱力性能試驗(yàn)導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠常規(guī)島熱力性能試驗(yàn)的基本要求和方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建和在役核電機(jī)組的常規(guī)島熱力性能試驗(yàn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

ASMEPTC6：2004汽輪機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)程(steamturbinesperformancetestcodes)

ISO5167：2003用插入圓截面管道中的壓差裝置測(cè)量流體流量(Measurementoffluidflowby

meansofpressuredifferentialdevicesinsertedincircularcross-sectionconduitsrunning

full)

3總則

3.1達(dá)成協(xié)議

試驗(yàn)開(kāi)始前，各方應(yīng)就試驗(yàn)的具體目的和操作方法達(dá)成協(xié)議。在協(xié)商試驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)一起確定系統(tǒng)

隔離、運(yùn)行工況、參數(shù)修正和試驗(yàn)程序等。

3.2協(xié)議中應(yīng)包括的條款

協(xié)議中應(yīng)包括如下典型條款：

a)試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

b)采用簡(jiǎn)化性試驗(yàn)或是全面性試驗(yàn)。

c)試驗(yàn)計(jì)算所依據(jù)的流量測(cè)量裝置。

d)隔離閥門(mén)清單。

e)泄漏量、排污量等的處理方法。

f)明確關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)精確測(cè)量是否采用雙重測(cè)點(diǎn)。

g)測(cè)量電功率輸出的電功率計(jì)校驗(yàn)和聯(lián)接。

h)確定蒸汽品質(zhì)測(cè)量的方法和時(shí)間。

i)確定試驗(yàn)參數(shù)修正方案。

j)儀器型號(hào)和校驗(yàn)。

k)明確試驗(yàn)時(shí)間、運(yùn)行工況、保證值。

l)試驗(yàn)工況和同一工況進(jìn)行試驗(yàn)的次數(shù)。

m)每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。

n)開(kāi)始讀數(shù)前，在試驗(yàn)負(fù)荷下運(yùn)行的時(shí)間。

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o)修正曲線。

p)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算方法。

q)由于試驗(yàn)時(shí)間和季節(jié)對(duì)運(yùn)行工況的影響，導(dǎo)致某些參數(shù)的偏差超出了允許值的處理方法。

3.3試驗(yàn)的總體要求

3.3.1系統(tǒng)各設(shè)備在額定工況運(yùn)行。

3.3.2試驗(yàn)各方指定的代表應(yīng)在場(chǎng)，以證實(shí)試驗(yàn)是按照本標(biāo)準(zhǔn)和事先達(dá)成的協(xié)議進(jìn)行的。

3.3.3為了確定機(jī)組狀態(tài)是否具備試驗(yàn)條件、試驗(yàn)儀器是否工作正常、系統(tǒng)隔離是否準(zhǔn)確完整以及進(jìn)

行試驗(yàn)人員培訓(xùn)，正式試驗(yàn)前可實(shí)施預(yù)備性試驗(yàn)。如果各方認(rèn)可，預(yù)備性試驗(yàn)可轉(zhuǎn)化為正式試驗(yàn)。

3.3.4作校驗(yàn)系數(shù)修正、轉(zhuǎn)換或統(tǒng)計(jì)分析前要保存所有的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。

3.4試驗(yàn)時(shí)間

驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)在汽輪機(jī)首次帶負(fù)荷運(yùn)行后的8周內(nèi)進(jìn)行，目的在于把汽輪機(jī)性能的劣化降低到最小程

度。只要機(jī)組沒(méi)有較大的運(yùn)行困難及確定機(jī)組沒(méi)有結(jié)垢或損壞，就應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。如果試驗(yàn)不得不延期，

則應(yīng)在消除一切影響機(jī)組熱力性能的缺陷以后立即進(jìn)行。

3.5系統(tǒng)隔離

3.5.1試驗(yàn)結(jié)果的精度取決于系統(tǒng)的隔離。應(yīng)將系統(tǒng)外部的流量隔離以消除測(cè)量誤差。在試驗(yàn)實(shí)施之

前，應(yīng)擬定要隔離的設(shè)備和系統(tǒng)以及完成隔離的方法。

3.5.2外部隔離指進(jìn)、出汽輪機(jī)循環(huán)的流量，如凝汽器的補(bǔ)水等。外部隔離應(yīng)使測(cè)量的儲(chǔ)水量變化值

與進(jìn)、出系統(tǒng)的流量之間的差值(不明漏量)最小。不明漏量不能超過(guò)滿負(fù)荷時(shí)主汽流量的0.1%，過(guò)大

的不明漏量應(yīng)在繼續(xù)試驗(yàn)前予以消除。

3.5.3內(nèi)部隔離指雖不進(jìn)、出汽輪機(jī)循環(huán)，但會(huì)旁路它們?cè)O(shè)計(jì)流經(jīng)的設(shè)備的流量，如蒸汽管道疏水至

凝汽器、給水加熱器旁路流量等。

3.5.4應(yīng)隔離或測(cè)量的流量如下：

a)蒸汽發(fā)生器排污。

b)凝汽器補(bǔ)水。

c)加熱器殼體排空氣管如可能應(yīng)關(guān)閉，如不可能則關(guān)至最小。

d)除氧器排氧門(mén)應(yīng)關(guān)至最小。

e)離開(kāi)系統(tǒng)的泵密封泄漏。

f)工業(yè)用自動(dòng)抽汽。

g)濕蒸汽汽輪機(jī)汽缸和連通管連續(xù)疏水。

h)水和汽取樣設(shè)備。

i)化學(xué)加藥設(shè)備。

j)汽機(jī)旁路系統(tǒng)和輔助蒸汽管道。

k)汽輪機(jī)低壓缸噴水。

l)主汽閥、截止閥和調(diào)節(jié)閥疏水管。

m)主汽、冷再熱、熱再熱和其它抽汽的疏水管道。

n)與其它機(jī)組的聯(lián)通管。

o)除鹽設(shè)備。

p)加熱器的凝結(jié)水或給水旁路。

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q)加熱器應(yīng)急疏水。

r)加熱器殼體放水。

s)加熱器水室排氣管。

t)電站采暖汽或水管道。

3.6試驗(yàn)次數(shù)

3.6.1在汽輪機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大負(fù)荷工況（MCR）和夏季工況（SCR）兩個(gè)工況實(shí)施試驗(yàn)。同一工況應(yīng)實(shí)

施重復(fù)性試驗(yàn)，且修正后的出力偏差在0.25%以內(nèi)。

3.6.2每次試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)調(diào)整5%以上機(jī)組負(fù)荷或恢復(fù)隔離后方可開(kāi)始下一次試驗(yàn)。

3.7試驗(yàn)條件

3.7.1試驗(yàn)前應(yīng)檢查機(jī)組狀況，確認(rèn)汽輪機(jī)、凝汽器和給水加熱器（如果在性能保證范圍之內(nèi)）等均

處于良好狀態(tài)，確認(rèn)凝汽器、給水加熱器、管道和閥門(mén)的泄漏均已消除。

3.7.2在實(shí)施夏季工況試驗(yàn)前,可開(kāi)啟凝汽器真空破壞閥調(diào)整機(jī)組背壓。

3.7.3試驗(yàn)期間，機(jī)組應(yīng)在規(guī)定參數(shù)或盡可能接近規(guī)定參數(shù)下運(yùn)行。參考ASMEPTC6-2004，表1列出

了主要參數(shù)的允許偏差值，關(guān)鍵參數(shù)為主蒸汽壓力、排汽壓力和電功率。

表1各變量的允許偏差

參數(shù)名稱試驗(yàn)期間允許的參數(shù)偏差試驗(yàn)期間允許的波動(dòng)范圍

主蒸汽壓力（MPa）±3.0%±0.0345

再熱蒸汽溫度(℃)±16℃±4℃

排汽壓力(kPa)±0.34±0.14

電功率(MW)－±0.25%

電壓(kV)±5.0%－

功率因數(shù)－±1.0%

3.7.4試驗(yàn)中各參數(shù)偏差可能會(huì)出現(xiàn)超出表1所列極限或協(xié)議規(guī)定極限值，則應(yīng)消除其產(chǎn)生的原因。

如果在試驗(yàn)期間不能消除造成偏差或波動(dòng)的原因，或者是在對(duì)整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果計(jì)算時(shí)才發(fā)現(xiàn)有偏差或

波動(dòng)較大，試驗(yàn)各方應(yīng)協(xié)商解決。

3.7.5為了減小鼓風(fēng)損失、增進(jìn)熱交換，氫的純度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3.7.6汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)若可調(diào)整，在試驗(yàn)期間應(yīng)調(diào)整到正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.8數(shù)據(jù)采集時(shí)間和存儲(chǔ)間隔

3.8.1每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)間應(yīng)大于2小時(shí)。

3.8.2所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔應(yīng)小于30秒。

3.9儀表校驗(yàn)

3.9.1所有的測(cè)量?jī)x器都應(yīng)精確和可靠，并且要進(jìn)行校驗(yàn)。只有在校驗(yàn)有效期內(nèi)的儀器才能使用。

3.9.2校驗(yàn)范圍應(yīng)覆蓋儀表的使用范圍。對(duì)于每一個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，真實(shí)值與測(cè)量值之間都存在偏差，繪出

真實(shí)值—測(cè)量值曲線或列成表格，用該曲線或表格來(lái)修正試驗(yàn)測(cè)量值。

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4儀器和測(cè)量方法

4.1總則

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果起關(guān)鍵作用的數(shù)據(jù)要用雙重儀器測(cè)量。這些數(shù)據(jù)包括主給水流量測(cè)量元件前后差壓、主

蒸汽壓力、低壓缸排汽壓力和循環(huán)水出水溫度等。

4.2電功率測(cè)量

4.2.1宜采用下列方法以便精確測(cè)量三相系統(tǒng)電功率：

a)發(fā)電機(jī)四線聯(lián)接法（發(fā)電機(jī)帶中線）——三塊單相表。

b)發(fā)電機(jī)三線聯(lián)接法（發(fā)電機(jī)不帶中線）——二塊單相表。

4.2.2電功率計(jì)應(yīng)接在升壓變壓器發(fā)電機(jī)側(cè)并靠近發(fā)電機(jī)的出線端子。

4.2.3應(yīng)使用0.10%或以上精度等級(jí)的電功率計(jì)測(cè)量有功功率。

4.2.4應(yīng)使用0.30%或以上精度等級(jí)的電流互感器和電壓互感器。把電功率計(jì)接入發(fā)電機(jī)出口電流互

感器和電壓互感器的二次回路中時(shí)，應(yīng)防止電流互感器二次回路斷路和電壓互感器二次回路短路。

4.3主流量測(cè)量

4.3.1宜測(cè)量主給水流量，以便簡(jiǎn)化試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置，降低試驗(yàn)成本。

4.3.2宜使用低β值喉部取壓噴嘴測(cè)量差壓；若電廠沒(méi)有安裝低β值喉部取壓噴嘴，而是安裝了孔板

或其它差壓測(cè)量裝置，則會(huì)產(chǎn)生較大的不確定度。

4.3.3應(yīng)使用0.1%或以上精度等級(jí)的差壓變送器測(cè)量差壓。

4.3.4依據(jù)ISO5167-2003進(jìn)行主給水流量計(jì)算。

C

2(1)

qmd2p.................................................................

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式中：

qm：質(zhì)量流量，kg/s；

C：流出系數(shù)；

d：孔板內(nèi)徑，m；

D：管道內(nèi)徑，m；

β：直徑比，d/D；

ε：流體可膨脹系數(shù)；

ρ：流體密度，kg/m3；

Δp：孔板前后差壓，Pa。

4.4溫度測(cè)量

4

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4.4.1用接觸式測(cè)溫元件測(cè)量介質(zhì)的溫度，常用的接觸式測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。在性能試驗(yàn)中

普遍使用K型（即鎳鉻-鎳硅）熱電偶和Pt100熱電阻。高于300℃時(shí)使用熱電偶，低于300℃時(shí)使用熱

電阻。

4.4.2應(yīng)將測(cè)溫元件裝在彎頭或抽汽口下游足夠遠(yuǎn)處，使分層流動(dòng)在測(cè)量前充分混合，降低溫度差異。

確定焓值的溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)靠近對(duì)應(yīng)壓力的測(cè)點(diǎn)。

4.4.3溫度套管的主要要求如下：

a)溫度套管應(yīng)在取壓孔的下游；若在上游，則不能在同一縱向平面內(nèi)。

b)在符合安全應(yīng)力的前提下，套管應(yīng)盡可能地細(xì)。套管內(nèi)應(yīng)干凈、干燥、無(wú)腐蝕、無(wú)氧化。

c)感溫元件端部與套管底部應(yīng)保持良好接觸。

d)用保溫材料覆蓋溫度套管及其外露部分，以減小空氣對(duì)流和傳導(dǎo)從其端部帶走的熱量。

e)套管的設(shè)置應(yīng)保證感溫元件插入工質(zhì)中至少75mm，同時(shí)不小于管徑的四分之一。若管徑小于

100mm，套管應(yīng)設(shè)在彎頭或三通處處。

f)對(duì)于流動(dòng)介質(zhì)的溫度測(cè)量，溫度套管不能設(shè)在流動(dòng)死區(qū)。

4.5壓力測(cè)量

4.5.1測(cè)量壓力的儀器：

a)測(cè)量一般壓力使用0.10%或以上精度等級(jí)的表壓壓力變送器；

b)測(cè)量汽輪機(jī)排汽壓力、大氣壓力等使用0.10%或以上精度等級(jí)的絕對(duì)壓力變送器。

4.5.2取壓孔應(yīng)設(shè)置在直管段上且遠(yuǎn)離上游的彎管或其它障礙物。汽輪機(jī)抽汽壓力要靠近抽汽口，但

又要有足夠的距離以避免流動(dòng)對(duì)壓力值的干擾。

4.5.3汽輪機(jī)排汽壓力測(cè)點(diǎn)的傳壓管應(yīng)傾斜向上且中間沒(méi)有彎頭，使管中凝結(jié)的水能自動(dòng)排入凝汽器。

為防止管內(nèi)積水影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)前需對(duì)儀表管進(jìn)行吹掃。

4.5.4壓力變送器應(yīng)安裝在無(wú)振動(dòng)、無(wú)灰塵及環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定的地方。高于大氣壓力的測(cè)點(diǎn)，變送

器應(yīng)安裝在取壓孔的下方；低于大氣壓力的測(cè)點(diǎn)，變送器應(yīng)安裝在取壓孔的上方。

4.6差壓測(cè)量

4.6.1應(yīng)使用0.1%或以上精度等級(jí)的差壓變送器測(cè)量差壓

4.6.2傳壓管內(nèi)徑應(yīng)大于10mm以降低管內(nèi)的阻尼。

4.7蒸汽濕度測(cè)量

核電廠汽輪機(jī)主要在濕蒸汽區(qū)運(yùn)行，其蒸汽濕度使用示蹤劑技術(shù)來(lái)確定。蒸汽濕度計(jì)算公式如下：

q

M.................................................................................(2)

Qq

式中：

Q：濕蒸汽中干蒸汽的質(zhì)量流量，kg/s；

q：濕蒸汽中水分的質(zhì)量流量，kg/s。

采用注入法，在凝結(jié)水泵入口處注入一定量已知濃度的示蹤劑(常用Cs2CO3溶液)。達(dá)到平衡后，蒸

汽發(fā)生器入口與蒸汽發(fā)生器內(nèi)汽水分離面處的示蹤劑含量相等，即：

'

qc(qQ)c..........................................................................(3)

5

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式中：

c：蒸汽發(fā)生器內(nèi)汽水分離面處的銫離子濃度；

c'：蒸汽發(fā)生器給水中的銫離子濃度。

通過(guò)檢測(cè)c和c'就能計(jì)算出蒸汽發(fā)生器內(nèi)部蒸汽的平均濕度。再通過(guò)能量平衡及等焓處理，可以得

到蒸汽發(fā)生器出口處的蒸汽濕度和汽輪機(jī)主汽閥前的蒸汽濕度。

4.8泄漏量測(cè)量

試驗(yàn)開(kāi)始前、結(jié)束后分別記錄除氧器、凝汽器液位，通過(guò)幾何計(jì)算把水位變化轉(zhuǎn)換成流量。二回路

總泄漏量L等于各個(gè)容器（主要是凝汽器和除氧器）儲(chǔ)水量的減少。

L=L0+L5.................................................................................(4)

L0=ρ0*ΔV0/t.............................................................................(5)

L5=ρ5*ΔV5/t.............................................................................(6)

式中：

L0：凝汽器儲(chǔ)水量變化(水位降低時(shí)取正)，kg/s；

L5：除氧器儲(chǔ)水量變化(水位降低時(shí)取正)，kg/s；

3

ΔV0：凝汽器內(nèi)水的容積變化，m；

3

ΔV5：除氧器內(nèi)水的容積變化，m；

3

ρ0：凝汽器中水的密度，kg/m；

3

ρ5：除氧器中水的密度，kg/m；

t：試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，s。

泄漏量可以分成如下兩類：

明漏Lm：可以測(cè)量的泄漏量，kg/s；

不明漏Lv：無(wú)法發(fā)現(xiàn)或無(wú)法測(cè)量的泄漏量，kg/s。

不明泄漏量Lv為：

Lv=L–Lm,R–Lm,L............................................................................(7)

式中：

Lm,R：回路中核島側(cè)的明漏量，kg/s；

Lm,L：回路中核島側(cè)之外其它地方的明漏量，kg/s。

應(yīng)盡量消除泄漏，使不明泄漏量小于主蒸汽流量的0.1%。

5試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)通常不可能都與規(guī)定值相同，它們之間的偏差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響應(yīng)采用下述方法

進(jìn)行修正，以實(shí)現(xiàn)在相同的熱力循環(huán)條件下將汽輪機(jī)的實(shí)際性能與保證性能進(jìn)行比較。為了減少修正對(duì)

試驗(yàn)結(jié)果不確定度的影響，應(yīng)盡量減小運(yùn)行參數(shù)的偏差。

5.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集完成后，需經(jīng)過(guò)必要的處理才能用于熱力計(jì)算。

通常測(cè)量到的壓力都是表壓值，而熱力計(jì)算用的都是絕對(duì)壓力，因此需要對(duì)表壓值進(jìn)行大氣壓修正。

另外，壓力參數(shù)還必須進(jìn)行水柱高度的修正。壓力修正公式如下：

6

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p=pg+pa±ρgΔH...........................................................................(8)

式中：

p：修正后壓力值，Pa；

pg：壓力測(cè)量值（表壓），Pa；

pa：當(dāng)?shù)卮髿鈮褐?，Pa；

ρ：取壓管中水的密度，kg/m3；

g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2；

ΔH：取壓口與壓力儀表間的高度差（壓力表位于取壓口上方取正，壓力表位于取壓口下方取負(fù)），

m。

另外，還需要根據(jù)測(cè)量元件的校驗(yàn)報(bào)告將參數(shù)測(cè)量值修正到真實(shí)值?？梢杂眯ｒ?yàn)報(bào)告中的校驗(yàn)數(shù)據(jù)

進(jìn)行插值計(jì)算，也可將校驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合成公式修正