徐 皎

(江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222042)

1 設(shè)置目的

動(dòng)態(tài)試驗(yàn)是核電站功率試驗(yàn)階段的重要調(diào)試內(nèi)容，目的是系統(tǒng)性的檢驗(yàn)機(jī)組主要調(diào)節(jié)器性能，檢查動(dòng)態(tài)過(guò)程中機(jī)組主要工藝參數(shù)和堆芯熱工物理參數(shù)的變化范圍是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)檢查相關(guān)工藝聯(lián)鎖和保護(hù)設(shè)置是否合理、正確動(dòng)作，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)工藝設(shè)備參數(shù)或控制調(diào)節(jié)邏輯進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或變更。同時(shí)合理安排試驗(yàn)項(xiàng)目盡可能減少機(jī)組的動(dòng)態(tài)過(guò)程和重要設(shè)備的啟停次數(shù)。

2 試驗(yàn)分類

根據(jù)試驗(yàn)所要驗(yàn)證的主要對(duì)象和參數(shù)，一般核電站動(dòng)態(tài)試驗(yàn)可歸類為以下6 類：

第一類：堆芯熱工物理相關(guān)試驗(yàn)。 主要驗(yàn)證一回路冷卻劑建立自然循環(huán)能力及確定各環(huán)路間冷卻劑攪混因子。由于試驗(yàn)結(jié)果取決于一回路固有的設(shè)計(jì)特性，一般在首臺(tái)機(jī)組上進(jìn)行。

第二類：全廠失電試驗(yàn)。 主要驗(yàn)證應(yīng)急和機(jī)組柴油機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)及分級(jí)帶載功能符合設(shè)計(jì)；反應(yīng)堆緊急停堆功能實(shí)現(xiàn)；主泵惰走和自然循環(huán)時(shí)堆芯余熱導(dǎo)出的可靠性和有效性。

第三類：停機(jī)、停堆試驗(yàn)。 停機(jī)試驗(yàn)主要驗(yàn)證汽輪機(jī)停機(jī)后，能正常觸發(fā)反應(yīng)堆快速預(yù)保護(hù)、預(yù)保護(hù)（APP、PP1）正確動(dòng)作，旁排系統(tǒng)正常動(dòng)作。 停堆試驗(yàn)主要驗(yàn)證反應(yīng)堆停堆保護(hù)和汽輪機(jī)保護(hù)正確動(dòng)作，旁排系統(tǒng)正常動(dòng)作。

第四類：負(fù)荷變化試驗(yàn)。 主要驗(yàn)證汽輪機(jī)電液控制系統(tǒng)的工作能力及電液控制系統(tǒng)與反應(yīng)堆控制系統(tǒng)之間動(dòng)作邏輯匹配性。

第五類：設(shè)備故障快速降負(fù)荷試驗(yàn)。 切主泵和切給水泵試驗(yàn)主要驗(yàn)證反應(yīng)堆快速預(yù)保護(hù)、預(yù)保護(hù)（APP、PP1）與電液控制系統(tǒng)的動(dòng)作邏輯匹配性；驗(yàn)證電液控制系統(tǒng)在PP1 動(dòng)作期間和動(dòng)作結(jié)束后，維持主蒸汽母管壓力的能力。切循泵和切凝泵試驗(yàn)主要驗(yàn)證電液控制系統(tǒng)按設(shè)計(jì)要求降功率到設(shè)定值，電液控制系統(tǒng)與反應(yīng)堆控制系統(tǒng)之間動(dòng)作邏輯匹配性。

第六類：甩負(fù)荷到廠用電試驗(yàn)。 主要驗(yàn)證電液控制系統(tǒng)甩孤島運(yùn)行的能力；維持機(jī)組帶廠用電穩(wěn)定運(yùn)行；驗(yàn)證反應(yīng)堆快速預(yù)保護(hù)、預(yù)保護(hù)（APP、PP1）正確動(dòng)作，降功率到設(shè)定值。

3 驗(yàn)證要求

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在機(jī)組穩(wěn)定功率運(yùn)行時(shí)，一、二回路主要參數(shù)通過(guò)主要調(diào)節(jié)器（反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)器、穩(wěn)壓器液位調(diào)節(jié)器、蒸汽發(fā)生器液位調(diào)節(jié)器、一回路壓力調(diào)節(jié)器、二回路壓力調(diào)節(jié)器和汽機(jī)調(diào)速系統(tǒng)等自動(dòng)裝置）來(lái)維持。一般核電機(jī)組對(duì)電網(wǎng)而言是基荷運(yùn)行方式，主要調(diào)節(jié)器維持對(duì)應(yīng)功率水平下的各自的被調(diào)量。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)這些主要調(diào)節(jié)器的協(xié)調(diào)工作能力。如果一、二回路的功率與負(fù)荷平衡，則機(jī)組是穩(wěn)定的，反之，機(jī)組必然從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)渡另一個(gè)穩(wěn)態(tài)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)實(shí)質(zhì)就是從一回路或二回路引入功率擾動(dòng)，人為打破一、二回路的能量平衡，檢驗(yàn)機(jī)組能否自動(dòng)恢復(fù)能量平衡，在這一過(guò)程中起作用的是調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)、相關(guān)自動(dòng)聯(lián)鎖功能動(dòng)作和操縱員的干預(yù)。

某核電站組動(dòng)態(tài)試驗(yàn)引入的一回路功率擾動(dòng)見(jiàn)表1。

某核電站動(dòng)態(tài)試驗(yàn)引入的二回路功率擾動(dòng)見(jiàn)表2。

對(duì)于關(guān)閉主汽門和斷開(kāi)500kV 開(kāi)關(guān)的試驗(yàn)，從一、二回路輸入的擾動(dòng)幾乎是同時(shí)的。

從引入功率擾動(dòng)的量大小和速度快慢的角度，我們可以考慮在后續(xù)電站調(diào)試中減少部分動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，見(jiàn)表1 中灰色行。 從機(jī)組實(shí)際負(fù)荷波動(dòng)大于該值的角度，表2 中灰色行也沒(méi)必要進(jìn)行。

表1 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)引入的一回路功率擾動(dòng)

表2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)引入的二回路功率擾動(dòng)

除了驗(yàn)證功率擾動(dòng)下主要調(diào)試器的性能，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)還要確認(rèn)重要工藝參數(shù)的變化現(xiàn)象或設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行的參數(shù)范圍，考察重要工藝保護(hù)和聯(lián)鎖設(shè)置是否合適。 例如：汽機(jī)旁排和大氣釋放閥的動(dòng)作定值，緊急停堆定值（主蒸汽壓力、蒸汽發(fā)生器液位、穩(wěn)壓器液位、給水流量偏差等），一回路穩(wěn)壓器噴淋定值，蒸汽發(fā)生器切除主泵的液位定值， 主給水泵投切的流量聯(lián)鎖定值，反應(yīng)堆功率限制方面的聯(lián)鎖和保護(hù)設(shè)置等。

此外還要確認(rèn)一些物理對(duì)象的基本屬性。例如：重要保護(hù)動(dòng)作（停堆保護(hù)、反應(yīng)堆快速預(yù)保護(hù)）的延遲時(shí)間，主給水泵切除后反應(yīng)堆降功率的速度，主汽門關(guān)閉的速度，甩負(fù)荷到廠用電的速度，切除部分主給水泵后給水流量下降的速度，控制棒的效率，控制棒下落時(shí)間，汽機(jī)旁排和大氣釋放閥的流量特性等。

4 遵循原則

核電機(jī)組強(qiáng)調(diào)安全和質(zhì)量，核安全是從事一切工作的首要考慮因素。 在設(shè)置機(jī)組動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)當(dāng)遵循保守的原則。 機(jī)組在設(shè)計(jì)上有若干個(gè)穩(wěn)定功率運(yùn)行的狀態(tài)，例如滿功率運(yùn)行、偏環(huán)運(yùn)行、廠用負(fù)荷運(yùn)行、堆功率40%穩(wěn)定運(yùn)行、電負(fù)荷50%穩(wěn)定運(yùn)行等，機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性隨功率水平不同而有差異， 必須在不同功率水平進(jìn)行各種擾動(dòng)試驗(yàn)，得到若干試驗(yàn)曲線，以便發(fā)現(xiàn)最不利的情況，對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)做出合適的設(shè)定。

其次在整體規(guī)劃動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，要遵循擾動(dòng)逐漸增大的原則，即先小后大，先易后難，根據(jù)各次試驗(yàn)時(shí)各個(gè)調(diào)節(jié)器的響應(yīng)動(dòng)作、工藝參數(shù)變化的各種現(xiàn)象、關(guān)鍵設(shè)備的切換、主要聯(lián)鎖的動(dòng)作情況，能夠預(yù)判下一個(gè)試驗(yàn)存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)， 并制定風(fēng)險(xiǎn)控制預(yù)案和其它糾正措施，從而逐步達(dá)到機(jī)組整體動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)化。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)核電站典型動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)置目的、試驗(yàn)分類、驗(yàn)證要求和遵循原則的分析，對(duì)一般核電站的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)置有以下建議：在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮盡可能減少機(jī)組動(dòng)態(tài)、設(shè)備的啟停對(duì)設(shè)備和管道產(chǎn)生的熱沖擊；在編制試驗(yàn)大綱時(shí)應(yīng)按調(diào)節(jié)器和機(jī)組運(yùn)行限值的要求合理選取動(dòng)態(tài)試驗(yàn)， 在保證對(duì)主要調(diào)節(jié)器性能和機(jī)組運(yùn)行限值進(jìn)行充分、全面驗(yàn)證的同時(shí)，盡量減少設(shè)備的瞬態(tài)次數(shù)和應(yīng)力沖擊。