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      核電站延伸技術(shù)的原理及其運(yùn)用

      2015-08-22 08:17:18張彥義信文強(qiáng)趙國棟
      科技視界 2015年16期
      關(guān)鍵詞:秦山穩(wěn)壓器平均溫度

      張彥義 覃 天 信文強(qiáng) 趙國棟

      (中核核電運(yùn)行管理有限公司,浙江 海鹽 314300)

      1 延伸運(yùn)行的意義

      ①203大修開始日期計(jì)劃為2007年5月10日,而根據(jù)燃耗計(jì)算,2號(hào)機(jī)組若以675MW功率運(yùn)行,則只能到5月7日,因此必須實(shí)施降功率運(yùn)行。

      ②秦山二期兩臺(tái)機(jī)組現(xiàn)采用12個(gè)月?lián)Q料周期,但必須避開7、8、9月用電高峰期間停機(jī)大修。

      ③提高燃料的使用效率,以提高經(jīng)濟(jì)性。

      2 延伸運(yùn)行的定義

      ①當(dāng)一回路的硼濃度接近10ppm時(shí),通過降溫和降功率引入正反應(yīng)性,以保證反應(yīng)堆加深燃耗繼續(xù)保持功率運(yùn)行,這種運(yùn)行模式稱為延伸運(yùn)行。它主要利用以下兩種效應(yīng):慢化劑溫度效應(yīng)和燃料的溫度效應(yīng)。

      ②慢化劑溫度效應(yīng):慢化劑溫度的變化,最主要影響了六因子公式Keff=εPsp Pdfη中的熱中子利用系數(shù)f。而慢化劑溫度系數(shù)是正還是負(fù),取決于慢化劑對(duì)中子的是以吸收為主還是慢化為主。由于秦山二期壓水堆的H2O/U由設(shè)計(jì)決定運(yùn)行在欠慢化區(qū),因此當(dāng)慢化劑溫度降低時(shí),引起H2O/U增加,因些在欠慢化區(qū)慢化劑溫度系數(shù)是負(fù)的。即慢化劑溫度降低引入正反應(yīng)性。

      ③燃料的溫度效應(yīng):燃料的溫度下降時(shí),引起238U共振峰收縮,減少了238U對(duì)中子的共振吸收,使六因子公式Keff=εPsp Pdfη中的逃脫共振俘獲幾率p增加,從而使反應(yīng)性增加,因此,當(dāng)反應(yīng)堆降功率時(shí),燃料溫度下降,從而釋放出正反應(yīng)性。

      3 延伸運(yùn)行的實(shí)施

      利用功率虧損原理,直接降低功率獲得正反應(yīng)性,從而延長運(yùn)行壽期。203換料大修的開始日期是2007年5月10日,機(jī)組從5月3日從675MW降到670MW,以后每天降5MW直至5月9日的650MW,功率下降總共約3.7%PN,根據(jù)功率虧損曲線,約釋放72.15pcm的反應(yīng)性。

      反應(yīng)堆在壽期末平均每天消耗約3ppm,約30pcm的反應(yīng)性。這樣,僅通過每天降5MW這一操作,就能使反應(yīng)堆延長運(yùn)行2.4天。

      實(shí)施過程:

      ①4月24日,一回路硼濃度51ppm,開始用9TEP007DE對(duì)一回路進(jìn)行除硼。

      ②控制棒盡量保持在咬量上限,以釋放部分正反應(yīng)性。

      ③5月3日,一回路硼濃度19.8ppm.2號(hào)機(jī)組從675MW降到670MW,直至降到5月10日的650MW.從5月3日開始,由于降功率引入正反應(yīng)性和平衡氙毒的降低,兩方面使一回路硼濃度下降變緩。

      4 延伸運(yùn)行時(shí)需要調(diào)整的參數(shù)

      ①程序平均溫度的調(diào)整:由汽機(jī)沖動(dòng)級(jí)壓力GRE023/024MP/025MP之間的高選值計(jì)算出的一回路平均溫度整定值隨著降功率的進(jìn)行而逐漸降低。見圖1。

      圖1 程序平均溫度調(diào)整前后對(duì)照

      ②D棒死區(qū)的調(diào)整:開始延伸運(yùn)行后,為了獲得更多的正反應(yīng)性,D棒一般處于咬量上限。此時(shí)應(yīng)盡量避免D棒的任何移動(dòng),以避免產(chǎn)生難以控制的氙振蕩。因此,在延伸運(yùn)行一開始就將D棒死區(qū)擴(kuò)大到(-1.66℃,0.83℃),以防止控制棒的過度提出。然后當(dāng)平均溫度參考值第一次改變之后,將D棒死區(qū)擴(kuò)大到(-1.66℃,1.66℃),防止控制棒下插引起氙振蕩。見圖2:

      圖2 控制棒死區(qū)的增大

      ③GCT-C參數(shù)的調(diào)整:GCT-C在溫度控制模式下,其閥門的開度信號(hào)決定于一二回路的溫差,即Targmax與Tref的溫差。當(dāng)延伸運(yùn)行時(shí)Tref降低,必然會(huì)影響GCT-C閥門的開度。其中401MR中的401GD/410GD和402MR中的402GD/403GD的參數(shù)分別調(diào)整如下:見圖

      ④涉及RGL系統(tǒng)報(bào)警定值的調(diào)整:由于延伸運(yùn)行引起402MR中的Tref的降低,因此D棒的驅(qū)動(dòng)信號(hào)定值也做了改變,報(bào)警RGL404AA的定值也從原先的±2℃調(diào)整為±3℃。

      ⑤PZR水位的調(diào)整:穩(wěn)壓器水位由一回路平均溫度高選值整定。當(dāng)延伸運(yùn)行一回路平均溫度降低時(shí),若穩(wěn)壓器水位不加以調(diào)整,則在滿功率停堆情況下,由于穩(wěn)壓器水位的下降,有安注的風(fēng)險(xiǎn)。假設(shè)滿功率停堆時(shí),穩(wěn)壓器水位下降約33%,10%水位時(shí)會(huì)導(dǎo)致下泄隔離,再另考慮4%的裕度,則穩(wěn)壓器水位低限為47%。

      圖3 穩(wěn)壓器程序水位位調(diào)整前后對(duì)照

      ⑥P12定值的調(diào)整:在延伸運(yùn)行期間,發(fā)生停機(jī)不停堆等機(jī)組瞬態(tài)工況情況下,觸發(fā)P12的可能性增大,因此將P12保護(hù)定值從284℃下降到282℃。

      ⑦超溫△T和超功率△T保護(hù)定值調(diào)整:Tavg下降后,,超溫△T保護(hù)閾值基本沒變化,但實(shí)際△T降低了,因?yàn)楦影踩?。但超功率△T保護(hù)閾值隨著Tavg的降低要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

      ⑧△Iref的調(diào)整:延伸運(yùn)行之前,壽期末堆芯軸向功率分布呈“駝峰形”,上部峰值是由于上部燃耗較淺,下部峰值是由于堆芯出口溫度較高,負(fù)的慢化劑溫度效應(yīng)造成的。隨著延伸運(yùn)行的進(jìn)行,堆芯出口溫度逐漸降低,引入正反應(yīng)性,上部峰值增加,△I逐漸向“正”方向移動(dòng)。因此,需逐步調(diào)整△Iref。203大修前延伸運(yùn)行時(shí),將△Iref從-5.5%調(diào)整到-4.5%,繼而調(diào)整到-3%。

      圖4 延伸運(yùn)行時(shí)△I變化趨勢

      5 延伸運(yùn)行時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)

      ①延伸運(yùn)行期間,機(jī)組應(yīng)盡量避免任何瞬變,以防止產(chǎn)生難以控制的氙振蕩,因此△I要加強(qiáng)監(jiān)視,防止產(chǎn)生C21。

      ②延伸運(yùn)行期間,蒸汽發(fā)生器出口蒸汽參數(shù)降低,導(dǎo)致汽輪機(jī)偏離正常穩(wěn)定運(yùn)行工況。因此,要嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況,特別是振動(dòng)和差脹。

      [1]秦山第二核電廠高級(jí)運(yùn)行教程[Z].核電秦山聯(lián)營有限公司.

      [2]反應(yīng)堆核物理[Z].北京401核工業(yè)研究生院.

      [3]F 2 RRC 001[Z].核電秦山聯(lián)營有限公司.

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