某电厂停汽轮机不停堆试验过程简析

某电厂停汽轮机不停堆试验过程简析

王文华付伟刘光伟

中国核电工程有限公司华东分公司浙江海盐314300

摘要：本文以某具有自主知识产权的二代核电听汽轮机不停堆试验过程为基础，对试验方法和试验过程现象进行总结，分析调试过程。

关键词：直流；失电；分析；思路

1.前言

某二代核电厂停汽轮机不停堆试验的目的是验证核电厂在30%FP和100%FP时汽轮机停机而反应堆不停堆，机组维持和恢复主要参数在正常运行范围的能力，本文以某具有自主知识产权的二代核电听汽轮机不停堆试验过程为基础，对试验方法和试验过程现象进行分析，总结试验准备及试验过程中的经验，为后续核电厂调试提供有益的借鉴。

2.停汽轮机不停堆试验过程主要控制系统动作分析

2.1GCT-C控制系统

当满负荷运行时汽机跳闸，产生C8信号，C8的A列信号使继电器带电，最终功率整定值回路中记忆回路接通，记录当前汽机功率，该功率和20%FP经过低选器再经过滤波环节后形成最终功率整定值，由于汽机脱扣前汽机负荷大于20%FP，最终功率整定值即20%FP，送往GCT-C控制系统；而最终功率整定值同时送往高选器与当前汽机功率比较，产生的当前负荷信号送往反应堆功率调节系统参与反应堆功率控制。

GCT控制系统中，Tref是由GRE025MP代表的负荷与最终功率整定值高选后经过函数发生器f（X）401GD产生。由于汽机脱扣，产生C8的B列信号送往GRE406XR，使GRE403MS引入，产生0%FP信号与最终功率整定值20%FP高选后经过f（X）401GD，产生的Tref为294.64℃。同时将最终功率整定值与汽机入口压力的功率偏差信号转换成温度修正信号，即20%FP的功率偏差送到函数发生器f（X）410GD，产生2.78℃的温度修正信号。高选平均温度Tavg（310℃左右）与Tref（294.64℃）的偏差加上温度修正信号（2.78℃）等于18.14℃左右，送到阈值继电器产生快开信号，由于此温差大于14.9℃的第三组阀快开阈值且没有逻辑闭锁信号，导致3组阀门全部快开。同时温度修正信号2.78℃经过函数发生器f（X）403GD得到的开度修正信号19%加上Tavg与Tref的偏差信号经过函数发生器f（X）402GD后产生的开度信号100%得到调制开启信号，也使GCT-C的3组阀门全开。随着GCT-C的开启和控制棒的下插使高选平均温度降低，GCT-C3组阀的快开信号会依次消失，温差的降低会导致GCT-C阀门的开度逐渐关小，同时结合控制棒的下插使温差降低到3℃以内，GCT-C保持19%开度，来维持20%FP的功率，最终经过控制棒的调节，使Tavg=Tref=294.64℃。

2.2反应堆功率调节系统

反应堆功率调节系统的基本原理由两个通道组成：①平均温度调节通道，即闭环调节通道，其作用是完成平均温度的精确调节，在当汽机负荷（参考平均温度Tref）变化时，按稳态运行特性调节反应堆功率（一回路平均温度Tavg），使功率自动跟踪汽机负荷的变化；②功率偏差失配补偿通道，即开环调节通道，其作用是完成平均温度的快速控制，它是一个前馈通道，在一、二回路功率失配变化时提供超前调节作用，改善动态品质和抑制暂态。

这个控制系统中输入信号有3个，分别是一回路平均温度Tavg，核功率P1，汽机功率P2（最终功率整定值与GRE023/24MP的高选），控制棒驱动信号△T＝Tavg－Tref＋K1*K2*d（P1-P2）/dt。当汽轮机发生停机时，汽机功率P2即变为最终功率整定值20％Pn，核功率在停机时认为满负荷，由于GCT-C开启需要一定时间，所以此时的一二回路功率不平衡，温度初始时还有上涨，而对于控制棒驱动信号△T＝310－294.64＋K1*K2*d（P1-P2）/dt，K1*K2*d（P1-P2）/dt也是一个较大的正值，随后由于核功率的下降该值逐渐减小，所以开始时刻△T远大于2.8℃，所以控制棒以最大速度72步/分钟的速度下插，最终功率稳定在20%Pn。

2.3蒸汽发生器水位控制系统

3.在汽机跳闸后约2秒钟内，SG内压力快速上升，在上升通道中，部分蒸汽被凝结成水，使得汽泡产生的量和尺寸减小，使循环流动的阻力减小，循环流量增加，从而使下降通道水位下降；另外，蒸汽发生器蒸汽流量突然减小，被分离出来的再循环流量也会减小，也使下降通道水位下降。随后，由于SG内压力又快速下降（GCT-C快开），在上升通道汽泡产生量增加，使循环流动阻力增大，循环流量减小，给水将聚集在下降通道的上部空间，使水位上升，同时，蒸汽流量的增加，使被分离出来的再循环流量增加，从而也使下降通道的环形空间水位上升。在水位变化的第一个回合，可以认为是SG内压力变化作用的结果，这个过程与压弹簧的现象非常相似。随后，Tavg下降，给水变冷所产生的冷水效应也显露出来，使蒸发器中的水严重收缩。水位低，给水流量增大，冷水增多，又加剧了水位的下降。随时间的增长，Tavg变化开始变得缓慢，冷水效应也随着SG中水量的绝对增加而消失，水位开始回升。最后，由于水位调节系统的作用，水位最终稳定在51.6%附近。

稳压器水位压力

4.影响稳压器水位的因素有两个：（1）Tavg的变化；（2）上充下泄流量的变化。在瞬态过程中，下泄流量基本不变，而上充流量受到稳压器水位调节系统的层层限制，变化也不大。因此，稳压器水位基本只受到Tavg变化的影响，水位变化的趋势与Tavg的变化趋势基本上相同。

5.在汽机跳闸后的几秒钟内，电功率下降到零，堆功率仍在100%Pn（或开始有所下降），而GCT排凝汽器还没来得及全部打开（打开时间约2秒），使一回路热功率大于二回路总负荷，Tavg上升，稳压器水位也由于膨胀而上升。随后，由于控制棒快速下插，堆功率迅速下降，同时GCT-C的三组阀快开，二回路负荷快速上升，一回路功率小于二回路负荷，Tavg下降，稳压器水位由于收缩而下降。最后水位稳定在294.64℃所对应的整定值附近。

在汽机跳闸后的几秒钟内，由于稳压器水位上升较快，稳压器压力也快速上升（活塞效应）。随后，喷淋阀动作使压力下降，同时由于Tavg下降，稳压器水位下降使压力进一步下降。喷淋阀关闭，电加热器自动投入，当水位下降趋势变缓后，压力开始逐步回升并最终稳定在15.5Mpa。

通过以上的分析，可以看出：机组在100%Pn稳定运行，发生汽机跳闸而不停堆的瞬态时，控制系统的核心目标是使Tavg=Tref，控制手段为GCT-C与RGL两大调节系统。GCT-C在瞬态初期导出一回路过量的热功率，过度到稳态时为一回路提供一个恒定的负荷（20%Pn）；RGL系统通过提升或下插控制棒，使一回路功率跟踪二回路负荷，使得P1=P2，Tavg=Tref。稳压器水位与压力、蒸发器水位与压力的调节都要受到以上两大调节系统的影响。

试验过程分析

实际试验过程中，各调节系统基本与试验分析吻合

一回路温度最终稳定在294.3℃

稳压器水位稳定在-2.35m（20%功率整定值）

6.结语

本文仅以某二代加核电厂100%功率平台停汽轮机不停堆试验准备过程及试验过程进行简要分析，对100%功率平台停汽轮机不停堆试验分析方法和思路进行简单总结，此文中分析结论依电厂设计不同而不同，故不可生搬硬套，仅希望可以为大家分析此类问题提供一个思路。

参考文献

[1]海南项目调试部《CTMBTR1RRC59-1停汽轮机不停堆试验》。