先进非能动压水堆 5%min线性负荷扰动试验分析

马仲富 胡贺超

摘要：文章对先进非能动压水堆机组5%/min线性负荷扰动试验进行介绍，总结了试验过程中重要参数的变化趋势，分析了试验过程各控制系统的响应，为核电站瞬态试验及后续运行过程中可能出现的瞬态提供了响应依据，为后续核电厂的运行打下良好基础。

关键词：核电厂；5%/min线性负荷；扰动

1、概述

新建核电机组在商运前需进行各类扰动试验以保证机组控制系统的性能满足运行需求。5%/min线性负荷扰动是先进非能动压水堆核电厂核岛热工性能试验的一部分，在此试验的基础上验证在数据显示和处理系统和在线功率分布监测系统可用的前提下，核蒸汽供应系统在小范围扰动下能够良好地响应负荷变化，且不触发旁路排放阀，不导致跳机跳堆，不导致专设安全系统动作。在调试阶段进行此试验以保证机组性能满足设计要求，保证机组能够安全的响应后续功率运行期间可能出现的非预期扰动。

2、试验初始条件

5%/min线性负荷下降试验：反应堆处于功率运行且尽可能接近满功率以防止试验过程中反应堆功率降至不可接受的水平，一回路平均温度处于功率平台对应的参考平均温度的棒控死区范围内，一回路压力稳定、稳压器水位稳定、蒸汽发生器液位稳定、核蒸汽供应系统处于自动控制状态、在线功率分布监测系统可用。

5%/min线性负荷上升试验：负荷下降试验结束后在低功率水平下进行，一回路平均温度处于功率平台对应的参考平均温度的棒控死区范围内，一回路压力稳定、稳压器水位稳定、蒸汽发生器液位稳定、核蒸汽供应系统处于自动控制状态、在线功率分布监测系统可用。

3、试验过程

5%/min线性负荷下降试验：机组与电网并网，发电机输出接近满功率且稳定，一回路平均温度、一回路压力、稳压器液位、蒸汽发生器液位均处于正常范围且稳定，反应堆和功率未超限且稳定。以270%额定负荷/h速率降负荷至核功率小于40%额定热功率后停止降负荷，此时发电机功率为35%。随汽轮机负荷下降一回路参考平均温度下降6℃，同时由于冷却剂温度效应是慢效应，一回路实测平均温度上升2℃，温度偏差最大达到3.95℃，期间控制棒中的调节棒组响应温度偏差信号自动下插来降低核功率，从而降低一回路平均温度，随后由于氙毒累积，平均温度继续下降，控制棒上提维持平均温度偏差，期间旁路排放阀未开启。由于初始的一回路实测平均温度变化，稳压器液位先上升最大4.5%后下降，未达到保护动作定值。同时稳压器压力由于一回路温度波动引起的稳压器液位波动先上升后下降，在稳压器喷淋和加热器自动响应下，稳压器压力在正常值附近波动，未超出正常运行限值。蒸汽发生器液位由于初期的负荷减少先最大下降2%后恢复正常。调节棒根据一回路温差信号下插，最低棒位高于插入限值。所有控制系统响应正常。

5%/min线性负荷上升试验：线性负荷下降试验完成后，待机组状态稳定后执行，发电机功率由初始的35%以270%额定功率/min上升至79%。期间，一回路参考平均温度随汽轮机负荷上升而上升5℃，一回路实测平均温度先下降后上升，汽轮机停止升负荷后继续上升最终与一回路参考平均温度差值处于控制棒调节死区，一回路热段温度由于冷却剂温度响应的滞后效应先略有下降后持续上升，一回路冷段温度在升负荷期间由于蒸汽流量上升，蒸汽压力下降持续下降，以上温度响应均在期望范围内。稳压器液位由于冷却剂温度效应先下降后上升，未达到保护动作定值。稳压器压力由于冷却剂温度效应引起的稳压器液位变化而变化，先下降后在稳压器电加热器作用下恢复正常范围，蒸汽发生器压力由于二回路用汽量增加先下降后恢复，保持在正常范围内。由于“水位肿胀效应”蒸汽发生器液位先略有上升后下降，保持在正常范围内。调节棒组根据一回路平均温度偏差进行响应先上提，停止升负荷后由于氙毒消耗，调节棒下插。

4、试验过程中的异常干预

降负荷过程中，由于抽汽压力下降6#和7#高压加热器液位波动较大，6#高加壳侧液位过高导致汽侧隔离，在降负荷结束后操纵员手动缓慢打开抽汽电动隔离阀，提高高加壳侧压力消除壳侧疏水闪蒸造成的液位后恢复高加。

升负荷试验过程中，稳压器压力低于技术规格书限值，偏离技术规格书，要求在2小时内恢复压力。实际只用了11分钟恢复稳压器压力并保持稳定，退出技术规格相应条款，未违反技术规格书要求。

5、结语

本次试验验证了机组在5%/min线性负荷扰动情况下的响应能力，机组各控制系统按预期响应，各项重要参数均维持在安全范围内，未出现汽轮机停机、反应堆停堆及触发专设安全设施的情况，为后续机组正常运行期间可能出现的瞬态工况提供了响应依据及良好实践。

参考文献：

[1]郑滨. 机组从100% 满功率甩负荷到厂用电运行的核电站瞬态分析[J].核动力工程,2001. [2]杨晓辉.先进三代核电机组甩负荷至厂用电试验瞬态分析.科技风，2019.