核電機(jī)組臨界到并網(wǎng)期間工況介紹

1、核電機(jī)組臨界到并網(wǎng)期間工況介紹2021年9月24日星期五101.反應(yīng)堆原理及調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹02.機(jī)組大修結(jié)束后相關(guān)工作03.機(jī)組并網(wǎng)要求04.機(jī)組未按計劃解列情況介紹201反應(yīng)堆原理及調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹34核能發(fā)電原理5核能產(chǎn)生與裂變反應(yīng)67u 反應(yīng)性介紹反應(yīng)性介紹212/ )(NNN KKKNNNN/ ) 1(/11)/()/(21221 K增殖因數(shù)增殖因數(shù)是指在反應(yīng)堆中，新生一代的中子數(shù)與產(chǎn)生它的直屬上一代中子數(shù)之比，或中子的產(chǎn)生率與中子的消失率之比。通常用符號k表示。反應(yīng)性實(shí)際上人們常用反應(yīng)性的概念來確定反應(yīng)堆狀態(tài)。反應(yīng)性是一代與另一代產(chǎn)生裂變中子數(shù)的相對變化，即：可用增殖因數(shù)來

2、計算 ，即：事實(shí)上，在一個鏈?zhǔn)椒磻?yīng)正在進(jìn)行的反應(yīng)堆中，總是1，所以反應(yīng)性與臨界8反應(yīng)性與臨界 我們用表示緩發(fā)中子的裂變份額（對于對于U235裂變，約為裂變，約為0.0065，非常，非常小?。?，則（1-）表示瞬發(fā)中子的裂變份額。于是增值系數(shù)Keff（下一代中子數(shù)與上一代中子數(shù)的比值）就由下列兩部分組成：Keff= （1-） Keff+ Keff 如果（1-） Keff1，中子總數(shù)的增加主要由緩發(fā)中子決定。這種情況下功率變化相對緩慢，是可以控制的。 如果（1-） Keff=1，則稱為反應(yīng)堆瞬發(fā)中子臨界。此時，瞬發(fā)中子增值形成的中子份額剛好保持常量，緩發(fā)中子主導(dǎo)著中子總數(shù)的演變，是難以控制的。 如果

3、（1-） Keff1，中子總數(shù)的增加主要由瞬發(fā)中子決定，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)是發(fā)散的。在這種情況下中子密度將急劇增加，使人們根據(jù)緩發(fā)中子的壽期設(shè)置的反應(yīng)堆控制方法變得無法控制。 鑒于機(jī)組達(dá)臨界存在較大風(fēng)險，核電廠對此有嚴(yán)格程序要求，通過稀釋、提鑒于機(jī)組達(dá)臨界存在較大風(fēng)險，核電廠對此有嚴(yán)格程序要求，通過稀釋、提棒的方式緩慢逼近臨界，嚴(yán)格控制反應(yīng)性引入，嚴(yán)格限制出現(xiàn)超臨界情況。棒的方式緩慢逼近臨界，嚴(yán)格控制反應(yīng)性引入，嚴(yán)格限制出現(xiàn)超臨界情況。91011u 反應(yīng)性控制的任務(wù)反應(yīng)性控制的任務(wù) 反應(yīng)堆控制設(shè)計的主要任務(wù)是：采取各種切實(shí)有效的控制方式，在確保安全前提下控制剩余反應(yīng)性，滿足反應(yīng)堆長期運(yùn)行的需要；通過

4、控制毒物適當(dāng)?shù)目臻g布置和最佳的提棒程序，使反應(yīng)堆在整個壽期內(nèi)保持較平坦的功率分布，盡量降低功率峰因子；反應(yīng)堆事故時，能迅速安全停堆，并保持足夠的停堆深度。u 反應(yīng)性控制的方式反應(yīng)性控制的方式 凡是能夠有效地影響反應(yīng)性的任何裝置、機(jī)構(gòu)和過程都可以用作反應(yīng)性的控制。歸納起來就是改變堆內(nèi)中子吸收。在堆芯中加入或提出控制毒物以改變堆芯中子的吸收，目前廣泛采用的控制毒物有：可移動式控制棒；可移動式控制棒；固體可燃毒物控制，主要用于補(bǔ)償部分初始過剩反應(yīng)性；（目前電廠使（目前電廠使用含釓毒物一體化燃料組件）用含釓毒物一體化燃料組件）化學(xué)補(bǔ)償控制，主要是在冷卻劑中加入可溶性硼酸溶液來補(bǔ)償過剩的反化學(xué)補(bǔ)償控制，

5、主要是在冷卻劑中加入可溶性硼酸溶液來補(bǔ)償過剩的反應(yīng)性應(yīng)性。12u 反應(yīng)性控制的特點(diǎn)反應(yīng)性控制的特點(diǎn)調(diào)節(jié)控制棒在堆芯的插入深度：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度快，響應(yīng)迅速；缺點(diǎn)：控制棒的插入，會引起堆芯中子通量畸變，使燃料利用率降低；易在堆芯局部產(chǎn)生功率峰點(diǎn)，造成局部溫度高，增加燃料棒破損幾率。調(diào)節(jié)冷卻劑中的硼酸濃度：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)均勻，不產(chǎn)生畸變；缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)作用慢，不能響應(yīng)快速功率變化，用于補(bǔ)償因燃耗、氙毒和慢化劑溫度改變等引起的比較緩慢的反應(yīng)性變化；通常通過調(diào)整硼濃度調(diào)節(jié)功率的變化速率控制在5%FP左右。因此，一般情況下，核反應(yīng)堆都是進(jìn)行基負(fù)荷運(yùn)行，隨著燃耗的加深，因此，一般情況下，核反應(yīng)堆都是進(jìn)行基負(fù)荷運(yùn)行，

6、隨著燃耗的加深，通過降低硼通過降低硼酸酸濃度來補(bǔ)償反應(yīng)性；如出現(xiàn)快速功率變化，使用控制棒控濃度來補(bǔ)償反應(yīng)性；如出現(xiàn)快速功率變化，使用控制棒控制。制。13u 核安全對運(yùn)行控制的限制核安全對運(yùn)行控制的限制保證核安全是核電廠進(jìn)行一切生產(chǎn)運(yùn)行活動的前提，為此制定了保證核安全是核電廠進(jìn)行一切生產(chǎn)運(yùn)行活動的前提，為此制定了經(jīng)國家核安全局批準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范，它規(guī)定了核電機(jī)組正常運(yùn)行期間必經(jīng)國家核安全局批準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范，它規(guī)定了核電機(jī)組正常運(yùn)行期間必須采用的技術(shù)規(guī)則。嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范能保證在發(fā)生故障或事故時那須采用的技術(shù)規(guī)則。嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范能保證在發(fā)生故障或事故時那些安全重要系統(tǒng)的正確運(yùn)行，將事故后果限制在可以接

7、受的范圍內(nèi)。些安全重要系統(tǒng)的正確運(yùn)行，將事故后果限制在可以接受的范圍內(nèi)。在負(fù)荷變化時，為了限制包殼與燃料元件之間相互作用，必須考在負(fù)荷變化時，為了限制包殼與燃料元件之間相互作用，必須考慮輻照效應(yīng)和熱應(yīng)力對燃料芯塊的影響，這在運(yùn)行中通過限制堆功率慮輻照效應(yīng)和熱應(yīng)力對燃料芯塊的影響，這在運(yùn)行中通過限制堆功率的變化速率。的變化速率。主要限制如下：主要限制如下：堆芯軸向堆芯軸向“功率畸變功率畸變”的限制的限制運(yùn)行梯形圖運(yùn)行梯形圖PCIPCI限制限制14u 反應(yīng)堆的運(yùn)行限制反應(yīng)堆的運(yùn)行限制堆芯軸向堆芯軸向“功率畸變功率畸變”的的后果和控制后果和控制15u 反應(yīng)堆的運(yùn)行限制反應(yīng)堆的運(yùn)行限制技術(shù)規(guī)范限制技術(shù)

8、規(guī)范限制運(yùn)行梯形運(yùn)行梯形圖圖運(yùn)行技術(shù)規(guī)范對控制棒的規(guī)定運(yùn)行技術(shù)規(guī)范對控制棒的規(guī)定 任何24小時內(nèi)，功率控制棒插入的時間限制為12小時（在可以快速返回高功率水平時可以延長至24小時）。在大于12小時的低功率水平運(yùn)行之后，要求持續(xù)7天的上限功率水平運(yùn)行。1617u 反應(yīng)堆的運(yùn)行限制反應(yīng)堆的運(yùn)行限制 PCI PCI對反應(yīng)堆運(yùn)行的影響對反應(yīng)堆運(yùn)行的影響18調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹從開始裝料到首次并網(wǎng)操作，預(yù)計工期50.5天。若機(jī)組不需要并網(wǎng)前試驗(yàn)（如跳機(jī)跳堆試驗(yàn)后），則從機(jī)組臨界到機(jī)組并網(wǎng)，約一天。(穩(wěn)定堆芯，調(diào)整硼濃度臨界VVP暖管升功率至15%Pn汽機(jī)沖轉(zhuǎn)機(jī)組并網(wǎng)）19調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹從首次并網(wǎng)到

9、完成50%Pn負(fù)荷線性變化試驗(yàn)，預(yù)計工期17天。20調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹從50%Pn瞬態(tài)試驗(yàn)到100%Pn 凝結(jié)水抽取泵聯(lián)啟試驗(yàn)，預(yù)計工期14天。21調(diào)試期間重要試驗(yàn)介紹從甩負(fù)荷至空載試驗(yàn)至168h考核試驗(yàn)結(jié)束，預(yù)計工期15.5天。從裝料至168h，總的調(diào)試啟動工期預(yù)計為97天。2202機(jī)組大修結(jié)束后相關(guān)工作23機(jī)組大修結(jié)束后相關(guān)工作從機(jī)組大修后臨界至升至滿功率正常運(yùn)行升功率操作從臨界至滿功率運(yùn)行，工期約為12天24序號序號項(xiàng)目項(xiàng)目重要試驗(yàn)重要試驗(yàn)工期工期總工期總工期1臨界前準(zhǔn)備工作反應(yīng)堆硼和水補(bǔ)給系統(tǒng)至正常運(yùn)行方式2hD2零功率物理試驗(yàn)華東核與輻射安全監(jiān)督站簽字同意機(jī)組達(dá)臨界狀態(tài)2DD+2進(jìn)

10、行臨界操作，控制棒提棒操作進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量：硼濃度、反應(yīng)堆溫度、慢化劑溫度、調(diào)整堆芯狀態(tài)等主蒸汽系統(tǒng)開始暖管、查漏工作3機(jī)組并網(wǎng)操作主蒸汽回路試驗(yàn)試驗(yàn)做完后核功率升至8%Pn1.5DD+3.5汽機(jī)沖轉(zhuǎn)至1500轉(zhuǎn)需要進(jìn)行汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)緊急停機(jī)按鈕試驗(yàn)（兩次）發(fā)電機(jī)氫氣供應(yīng)系統(tǒng)檢查進(jìn)行發(fā)變組主保護(hù)改造后相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)空載試驗(yàn)汽機(jī)超速試驗(yàn)AVR動態(tài)功能試驗(yàn)發(fā)電機(jī)出口斷路器同期并網(wǎng)試驗(yàn)機(jī)組并網(wǎng)25序號序號項(xiàng)目項(xiàng)目重要試驗(yàn)重要試驗(yàn)工期工期總工期總工期4升功率操作核功率升至30%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5DD+12穩(wěn)定于30%Pn功率平臺（24小時）進(jìn)行功率量程定

11、值、相關(guān)參數(shù)修改、調(diào)整核功率升至48%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5D穩(wěn)定于48%Pn功率平臺最終調(diào)整核儀表系統(tǒng)中間量程保護(hù)定值核功率升至75%Pn升功率速度不超過3%FP/小時1.5D穩(wěn)定于75%Pn功率平臺（24小時）堆芯通量圖及LSS參數(shù)調(diào)整功率量程定值及相關(guān)參數(shù)調(diào)整核功率升至100%Pn升功率速度不超過3%FP/小時4D穩(wěn)定于100%Pn功率平臺（48小時）堆芯通量圖及LSS參數(shù)調(diào)整功率量程定值及相關(guān)參數(shù)調(diào)整高低壓閥帶負(fù)荷試驗(yàn)（功率波動約30MW）確定功率棒棒位與汽機(jī)負(fù)荷對應(yīng)關(guān)系曲線試驗(yàn)（機(jī)組出力范圍：1089-550-1089MW）甩負(fù)荷至廠用電試驗(yàn)（兩次，出力：1089-

12、65-1089MW）26#1機(jī)組首次大修后相關(guān)試驗(yàn)時間點(diǎn)序號序號項(xiàng)目項(xiàng)目計劃開始時間計劃開始時間計劃結(jié)束時間計劃結(jié)束時間機(jī)組出力范圍機(jī)組出力范圍1開始臨界2014-04-16 04:002014-04-16 14:3002零功率物理試驗(yàn)2014-04-16 17:302014-04-18 01:0003核功率升至8%Pn2014-04-18 11:002014-04-18 12:0004汽機(jī)沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)前相關(guān)試驗(yàn)2014-04-18 15:002014-04-19 19:3005機(jī)組并網(wǎng)2014-04-19 20:302014-04-19 21:000-65MW6機(jī)組升功率至30%Pn2014-

13、04-19 21:002014-04-20 04:0065-325MW7機(jī)組升功率至48%Pn2014-04-21 10:002014-04-21 19:00325-5258機(jī)組升功率至75%Pn2014-04-21 23:002014-04-22 11:00525-820MW9機(jī)組升功率至100%Pn及相關(guān)試驗(yàn)2014-04-23 17:002014-04-27 13:30820-1089-550-1089-65-1089-65-10892703機(jī)組并網(wǎng)要求28機(jī)組并網(wǎng)要求長時間不并網(wǎng)對汽輪機(jī)影響長時間不并網(wǎng)對汽輪機(jī)影響 汽輪發(fā)電機(jī)都由汽輪機(jī)作為動力，發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時，汽輪機(jī)的蒸汽流量太小，

14、不足以帶走汽輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)產(chǎn)生的熱量，如長時間空載運(yùn)行將使汽輪機(jī)的末級葉片過熱損傷，比如退火，強(qiáng)度下降，變形等，甚至可能造成動靜摩擦損壞。由于核電機(jī)組單機(jī)容量較大，汽輪機(jī)的末級葉片規(guī)模也較大，參考設(shè)計資料，空轉(zhuǎn)時間需要控制在5小時左右。若不能及時并網(wǎng)，需要將汽輪機(jī)進(jìn)行停機(jī)，待允許并網(wǎng)時，重新進(jìn)行沖轉(zhuǎn)操作。長時間低功率運(yùn)行對堆芯的影響長時間低功率運(yùn)行對堆芯的影響 機(jī)組具備并網(wǎng)條件時，處于反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式，反應(yīng)堆功率在7.5%-15%Pn之間，期間反應(yīng)堆仍產(chǎn)生大量熱量。若機(jī)組此時無法及時并網(wǎng)，反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量無法正常導(dǎo)出，為了避免反應(yīng)堆熱量無法損失，需要視機(jī)組情況將機(jī)組從反應(yīng)堆功率運(yùn)行模式退至

15、蒸發(fā)器冷卻正常冷停堆模式或其他停堆模式（此時反應(yīng)堆功率幾乎為0，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)）。允許并網(wǎng)后，機(jī)組重新進(jìn)行升功率操作。2904機(jī)組未按計劃解列情況介紹30機(jī)組非計劃解列情況事件概況事件概況2月25日，寧德核電2號機(jī)組在815MW穩(wěn)定運(yùn)行，大修完成1號機(jī)組發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)（GPA）改造及主變停電檢修，主變恢復(fù)送電，19時38分，合500kV開關(guān)站5031開關(guān)對1號主變進(jìn)行充電。19時38分14秒，5031開關(guān)充電保護(hù)動作，5031開關(guān)三相跳閘，1號機(jī)主變充電操作未成功。同時2號發(fā)電機(jī)勵磁保護(hù)勵磁過流二段動作觸發(fā)GPA勵磁系統(tǒng)故障動作，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出口斷路器和滅磁開關(guān)跳閘，此時汽機(jī)轉(zhuǎn)速上升至，1568r/min，GPA過頻保護(hù)動作，導(dǎo)致2號主變高壓側(cè)500kV開關(guān)站5042/5043開關(guān)跳閘。原因分析原因分析1號主變在充電過程中產(chǎn)生勵磁涌流過大，持續(xù)時間較長。B相有效電流持續(xù)大于1640A超過5031開關(guān)充電保護(hù)動作定值（1520A 0.5 秒），5031開關(guān)充電保護(hù)正確動作。2號機(jī)組因勵磁涌流