技術(shù)類《核電廠運行》第2章 核電廠正常運行

第二章核電廠正常運行2主要內(nèi)容2.1核電廠啟動2.2熱平衡計算2.3核電廠停止3要求1)熟悉核電廠啟動停止的主體過程；2)掌握主要操作步驟和要點；3)了解運行注意事項；4)了解各系統(tǒng)之間的相互關(guān)系和投入切除順序；5)記住核電廠正常運行時各個狀態(tài)的主要參數(shù)。1核電廠啟動正常運行—核電站啟動（1）1.啟動前準備初始條件檢查：主冷卻劑溫度、停堆深度、主系統(tǒng)壓力、主要系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)和電氣運行方式。必要的水（RWST,應(yīng)急水箱，硼酸儲存箱，暫存箱，除氧給水箱），電（二路獨立的廠內(nèi)外電源）,汽（輔助蒸汽），氣（氫氣，氮氣，壓空）。主輔系統(tǒng)檢查完成。測量、控制保護系統(tǒng)可運行。二回路凝結(jié)水系統(tǒng)和給水系統(tǒng)的沖洗和準備。5正常運行—核電廠啟動（2）2.升壓啟動主泵—通過調(diào)節(jié)上充、下泄流量可以改變主系統(tǒng)壓力，使主系統(tǒng)緩慢升壓到30kgf\cm2，控制升壓速率每分鐘1kgf\cm2?！獧z查主泵啟動條件滿足。—間隔啟動主泵，并檢查主泵運行參數(shù)。

6主泵啟動條件檢查只有同時滿足以下條件，才能啟動主泵（否則啟動回路被閉鎖）：冷油器油溫>20℃頂油泵壓力≥1.2MPa軸封注入水流量>1.2m3/h控制泄漏流量>0.2m3/h主推力軸承油槽油位575mm<L<685mm電機上軸承油槽油位正常值±15mm電機下軸承油槽油位正常值±15mmV04-01，V04-02，V04-03，V04-04已打開7主泵啟動的注意事項啟動次數(shù)限制：100%額定電壓時，若電機為冷態(tài)，可連續(xù)啟動2次，5分鐘后才能啟動第3次；若電機為熱態(tài)，允許啟動1次，5分鐘后啟動第2次，再過10分鐘才能啟動第3次。主泵啟動過程中應(yīng)密切注意主泵電流、振動、轉(zhuǎn)速、主冷卻劑流量等參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)問題，立刻采取措施，如主泵啟動后電流36S內(nèi)沒有回到正常值，或手動停泵條件滿足，立即停泵。8升溫升壓限制曲線9正常運行—核電站啟動（3）4.升溫到穩(wěn)壓器建汽腔提升控制棒(棒電源機組)82℃時加聯(lián)氨除氧(二種除氧機理)穩(wěn)壓器建汽腔(建立方法,判斷方法)投入安全系統(tǒng)備用(安注/噴淋/停冷)10正常運行—核電站啟動（4）5.繼續(xù)升溫升壓到熱啟動前狀態(tài)檢查核電站處于熱啟動前狀態(tài)穩(wěn)壓器液位控制系統(tǒng)投自動穩(wěn)壓器壓力控制系統(tǒng)投自動準備反應(yīng)堆啟動11正常運行—核電站啟動（5）6.反應(yīng)堆臨界臨界的定義:Keff=112正常運行—核電站啟動（6）6.反應(yīng)堆臨界二個重要公式:次臨界增殖原理，即N=S。/（1-Keff）,它表示一個次臨界堆，在外中子源存在的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的中子數(shù)趨近于一個穩(wěn)定值。反應(yīng)堆的周期為Te=1/(1/ф*dф/dt),短周期報警值為40S。13正常運行—核電站啟動（7）6.反應(yīng)堆臨界為什么在熱啟動狀態(tài)下進行臨界操作?—慢化劑溫度系數(shù)為負值，反應(yīng)堆有更高的自穩(wěn)自調(diào)能力?！凶有孤茁时容^大，堆外核測儀表能監(jiān)測到的參數(shù)比較高?！飨到y(tǒng)壓力、溫度和硼濃度比較穩(wěn)定。14正常運行—核電站啟動（8）6.反應(yīng)堆臨界堆芯內(nèi)控制反應(yīng)性的因素：—控制棒位變化引起的反應(yīng)性變化；—慢化劑/燃料溫度變化引起的反應(yīng)性變化；—硼濃度變化引起的反應(yīng)性變化；—氙（135Xe）濃度變化引起的反應(yīng)性變化；—釤（149Sm）濃度變化引起的反應(yīng)性變化。15正常運行—核電站啟動（9）6.反應(yīng)堆臨界臨界操作—稀釋冷卻劑到臨界硼濃度?！甸L向全廠廣播，反應(yīng)堆準備臨界?！嵘刂瓢?，使源量程計數(shù)逐步上升，控制源量程周期大于40S。—當(dāng)中間量程指示達到10-10安倍時，P-6允許燈亮，手動閉鎖源量程中子通量高停堆?！?dāng)中間量程指示達到10-8安倍時，手動插棒,使中間量程指示穩(wěn)定在10-8安倍，反應(yīng)堆臨界?！涗浥R界參數(shù)，包括時間，控制棒位，硼濃度，主系統(tǒng)平均溫度，通量水平。16正常運行—核電站啟動（10）7.主蒸汽管道暖管暖管目的暖管范圍暖管速率控制17正常運行—核電站啟動（11）8.主、輔助給水的切換電站啟動時，在反應(yīng)堆臨界后（約2%功率）汽機沖轉(zhuǎn)前，將SG供水由輔助給水切換成主給水。9.冷凝汽器抽真空當(dāng)凝汽器抽真空前準備工作完成后,啟動二臺啟動抽氣器,當(dāng)真空達到600mmHg時,切換到一臺主抽氣器,繼續(xù)把真空抽到720mmHg以上。18正常運行—核電站啟動（12）10.汽機沖轉(zhuǎn)汽機沖轉(zhuǎn)的條件檢查汽機沖轉(zhuǎn)速率轉(zhuǎn)速上升過程中停相關(guān)油泵汽機轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速，全面檢查汽機參數(shù)19汽輪機沖轉(zhuǎn)條件檢查汽機各重要保護已投入，無停機保護報警。汽機各輔助系統(tǒng)運行正常。凝汽器真空大于700mmHg.汽機轉(zhuǎn)子偏心度小于0.116mm軸承潤滑油壓0.118—0.123MpaEH油壓12.4—14.5Mpa軸承潤滑油溫和EH油溫在30℃以上。汽機軸向位移指示在0.35—2.15mm以內(nèi)。差脹在17.68—35.36mm以內(nèi)。上下汽缸溫差小于37℃。盤車運行正常。MSR二級再熱器控制器在“自動”。20正常運行—核電站啟動（13）11.發(fā)電機并網(wǎng)發(fā)電機并網(wǎng)條件—電壓一致—頻率一致—相位一致發(fā)電機并網(wǎng)要點—AVR調(diào)節(jié)電壓略高于外網(wǎng)，保證無功輸出—調(diào)汽機轉(zhuǎn)速調(diào)頻率，保證有功輸出—同期表觀察相位差21正常運行—核電站啟動（14）12.發(fā)電機功率提升從5%—100%根據(jù)汽機啟動、變負荷推薦曲線及高壓缸第一級金屬溫度決定升負荷率。發(fā)電機功率已達15%FP時,確認“C-5”和“禁止控制棒投自動”光字牌滅,控制棒控制系統(tǒng)投自動.發(fā)電機功率達20%FP(60MWe),依次投入三臺高加。發(fā)電機功率達到40%FP時,啟動第二臺凝結(jié)水泵,凝升泵,主給水泵.反應(yīng)堆功率達100%,全面檢查系統(tǒng)、設(shè)備,確認無異常。根據(jù)熱平衡計算結(jié)果,校對核功率表。22汽機負荷變化曲線23汽機轉(zhuǎn)速共振區(qū)24棒控系統(tǒng)控制示意圖25蒸汽旁排控制示意圖26正常運行—核電站啟動（15）13.常軸向（功率）偏移的運行監(jiān)督堆芯功率分布必須遵循的準則:(1)在所有運行條件下，在整個堆芯壽期內(nèi)，燃料芯塊的最高溫度應(yīng)該低于二氧化鈾的熔化溫度（2800℃），它對應(yīng)的功率線密度約為755W/cm。實際上，燃料功率線密度應(yīng)該低于設(shè)計的功率線密度590W/cm。(2)在所有的運行條件下，堆芯任何位置上的燃料元件表面，都不允許發(fā)生偏離泡核沸騰（DNB）現(xiàn)象，即實際的熱流密度都不能達到臨界熱流密度（偏離泡核沸騰熱流密度和干涸熱流密度的統(tǒng)稱）。27燃料中心溫度隨功率線密度的變化28正常運行—核電站啟動（16）13.常軸向（功率）偏移的運行定義式中：PT——堆芯上半部功率PB——堆芯下半部功率29帶基本負荷運行方式的運行范圍(1)30主冷卻劑系統(tǒng)的稀釋(1)14.稀釋操作目的:(1)限制軸向功率偏移(2)保持控制棒在調(diào)節(jié)帶范圍內(nèi)計算假設(shè)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)水裝量為165m3加水量Va=(114.6×k/δ。)*lnC。/C稀釋速率dc/dt=(C。*Va*δ。)/(K*114.6)C。--初始硼濃度C—終止硼濃度在主系統(tǒng)壓力15.2Mpa,溫度280℃，K=1，δ。=1.0g/cm331帶基本負荷運行方式的運行范圍(2)運行功率P>87%PR，在恒定軸向偏移控制方式運行下，應(yīng)維持ΔI在ΔIref±5%運行帶以內(nèi)。如超出這個范圍，應(yīng)限制超出的時間，要求在升功率之前12h內(nèi)超出的時間不大于1h，否則因氙振蕩不可能有效地把功率提升到額定功率。如果在最近的12h內(nèi)超出運行帶1h，則應(yīng)將功率降到87%PR以下，并使ΔI保持在正常運行梯形之內(nèi)。在額定功率正常運行時，通常ΔI位于ΔIref±3%帶狀區(qū)域之內(nèi)。運行功率在15%PR<P<87%PR，ΔI對應(yīng)的運行功率值應(yīng)落在運行梯形之內(nèi)。如工作點接近于梯形腰邊界，應(yīng)降低運行功率。運行功率P<15%PR，由于沒有任何氙峰出現(xiàn)的危險，不限制軸向偏移值，可以不在運行區(qū)域內(nèi)運行。32主冷卻劑系統(tǒng)的稀釋(2)操作按化學(xué)和容積控制系統(tǒng)稀釋相關(guān)步驟操作。注意事項:—至少有一臺主泵在運行，或有一臺停冷泵在運行；—確定硼稀釋速率小于250ppm/h；—間斷地取樣分析主冷卻劑系統(tǒng)中的硼濃度變化；—間斷打開噴霧閥，使穩(wěn)壓器和主系統(tǒng)的硼濃度相差小于50PPM。332熱平衡計算熱平衡計算（1）熱平衡計算的目的—校正堆外核功率儀表的讀數(shù)；—計算核電站熱效率。35熱平衡計算（2）計算公式堆芯熱功率+冷卻劑泵能量=SG蒸汽載出能量—SG給水返回能量堆芯熱功率=SG蒸汽載出能量—SG給水返回能量—冷卻劑泵能量記錄參數(shù):給水溫度（℃）蒸汽壓力（Pa）給水流量（㎏/hr）蒸汽流量（㎏/hr）363核電廠停止正常運行—核電站停止（1）核電站停止過程基本上是核電站啟動過程的逆向過程；降負荷過程中要遵守汽輪機負荷變化限制曲線；降溫降壓過程要遵守溫度—壓力限制曲線。38正常運行—核電站停止（2）1.發(fā)電機功率從100%降到5%按汽機變負荷推薦曲線決定功率下降速率；調(diào)節(jié)硼濃度以維持⊿I在調(diào)節(jié)帶范圍內(nèi)；發(fā)電機功率達40%，停止一臺主給水泵、一臺凝水升壓泵、一臺凝結(jié)水泵；發(fā)電機功率達20%，按次序停止1#、2#、3#高壓；發(fā)電機功率達15%，將控制棒控制方式選擇開關(guān)從“自動”切至“手動”；發(fā)電機功率達5%，準備解列。39正常運行—核電站停止（3）2.發(fā)電機解列、汽機停機，反應(yīng)堆停堆征得電網(wǎng)調(diào)度同意后解列發(fā)電機；停止汽機并確認相關(guān)油泵和盤車工作正常；插控制棒停堆，并在中間量程10-8A時記錄最后一次臨界參數(shù)；硼化主系統(tǒng)到冷停堆無氙硼濃度。40停堆后余熱來源剩余裂變發(fā)熱。裂變產(chǎn)物的衰變熱。中子俘獲產(chǎn)物的衰變熱。41正常運行—核電站停止（5）4.穩(wěn)壓器消汽腔通過調(diào)節(jié)上充下泄流量使穩(wěn)壓器水位逐步上升；用穩(wěn)壓器汽空間取樣管線排放不凝性氣體；用噴霧閥判斷汽腔是否消失；汽腔消失后主系統(tǒng)水實體，三個方式防超壓。42正常運行—核電站停止（4）3.降溫降壓到消汽腔通過二回路蒸汽排放對主系統(tǒng)進行降溫；通過手動調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器噴霧閥或點加熱器進行降壓；手動閉鎖相關(guān)安注信號（P—11，13.1MPa）；手動隔離安注箱（6.8MPa）；主系統(tǒng)壓力2.96MPa，溫度175—180℃時，對余熱去除系統(tǒng)進行加壓余熱，并投入運行。43正常運行—核電站停止（6）5.繼續(xù)降溫降壓到冷停堆82℃時加雙氧水，以剝離腐蝕產(chǎn)物；主系統(tǒng)70℃以下時，可逐臺停止主泵；降溫到60℃以下，如要換料，則到50℃以下；通過化容下泄背壓控制閥降低壓力到0.35MPa；檢查冷停堆狀態(tài)。44冷停堆狀態(tài)確認反應(yīng)堆冷卻劑