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      壓水堆核電廠壽期末堆芯軸向功率偏差控制

      2012-06-26 09:36:06陳自強
      核科學(xué)與工程 2012年1期
      關(guān)鍵詞:堆芯方向功率

      陳自強,陳 成

      (大亞灣核電運營管理有限責(zé)任公司生產(chǎn)部,廣東 深圳518124)

      壓水反應(yīng)堆內(nèi)功率呈非均勻分布,局部功率過高會產(chǎn)生“熱點”,從而限制堆芯輸出功率,嚴(yán)重時甚至?xí)鹑剂辖M件燒毀。堆芯徑向功率分布在運行時變化不大,而軸向功率分布是時刻變化的。堆芯軸向功率偏差(ΔI)代表軸向功率分布均勻程度,是運行操縱人員的主要研究目標(biāo)。

      壽期末堆芯上部功率相對較大,因此當(dāng)反應(yīng)堆功率變化時,堆芯上部功率變化大,氙振蕩的幅度也大,ΔI控制較困難。本文對影響ΔI的各種因素進(jìn)行了理論分析,結(jié)合幾次壽期末功率變化時控制ΔI的實際經(jīng)驗,嘗試提供一種ΔI控制的方法。

      1 影響ΔI的主要因素

      (1)燃耗

      壽期初零功率,在反應(yīng)堆內(nèi)沒有控制棒時,堆內(nèi)中子通量密度沿軸向的分布基本上是對稱的。隨著功率的升高,堆芯出口慢化劑溫度逐漸升高,到滿功率時,堆芯出口水溫比入口高得多。因此,隨著功率的增加,堆內(nèi)中子注量率峰會逐漸向堆芯下部偏移,ΔI會逐漸往負(fù)的方向偏移。滿功率時,中子注量率峰出現(xiàn)在約40%的堆芯高度處。

      壽期末,隨著反應(yīng)堆運行時間的推移,堆芯下部的燃耗將大于堆芯上部的燃耗,如果要維持總的輸出功率不變,則必須使堆內(nèi)中子注量率分布及堆內(nèi)功率分布向堆芯上部偏移。隨著功率的升高,軸向功率峰向堆芯下部偏移,在滿功率時,軸向功率分布趨向于上、下對稱,呈馬鞍型,2個駝峰是由于燃耗(上部峰)及慢化劑溫度效應(yīng)(下部峰)共同作用所致。

      總的來說,隨著燃耗的增加,ΔI會逐漸向正的方向偏移。

      (2)功率

      當(dāng)功率升高時,堆芯出口慢化劑溫度逐漸升高,由于慢化劑溫度效應(yīng)為負(fù),堆芯上部中子注量率減小,中子注量率峰會逐漸向堆芯下部偏移,從而ΔI會逐漸往負(fù)的方向偏移。同理,降功率時ΔI會逐漸往正的方向偏移。功率變化的速率對氙振蕩的幅度有一定影響,升降功率速率越小,氙振蕩幅度越小,ΔI越容易控制,反之亦然。

      總的來說,升功率ΔI會向負(fù)方向變化;反之,降功率會使ΔI向正方向變化。

      (3)平均溫度

      平均溫度為堆芯入口溫度與出口溫度的平均值。在零功率到滿功率的過程中,反應(yīng)堆入口溫度幾乎不變,出口溫度變化較大。因此,平均溫度的變化反映出口溫度的變化。反應(yīng)堆出口溫度升高,由于慢化劑溫度系數(shù)是負(fù)值,使反應(yīng)堆上部功率相對下部功率減少,ΔI有向負(fù)方向變化的趨勢;反應(yīng)堆出口溫度降低,反應(yīng)堆上部功率相對下部功率增加,ΔI有向正方向變化的趨勢。

      因此,平均溫度升高,ΔI向負(fù)方向變化;平均溫度降低,ΔI向正方向變化。

      (4)氙毒

      正常運行期間,反應(yīng)堆內(nèi)的氙濃度處于動態(tài)平衡之中,其產(chǎn)生率等于損失率。在穩(wěn)態(tài)情況下,堆內(nèi)氙毒的分布也與中子注量率有關(guān),中子注量率高的地方氙毒大,中子注量率小的地方氙毒小。由于堆內(nèi)中子注量率的分布是不均勻的,因而堆內(nèi)氙毒的分布也不均勻。僅從影響平均溫度方面考慮,氙毒減少,ΔI往負(fù)方向變化;氙毒增加,ΔI往正方向變化。實際上需要考慮堆芯中子通量密度分布不均勻的情況下,氙毒變化對ΔI影響:堆芯下部中子注量率高時,氙毒增加,ΔI往正方向變化,氙毒減少,ΔI往負(fù)方向變化;堆芯上部中子注量率高時,反之。

      (5)硼濃度

      從硼的價值方面考慮:由于堆芯下部慢化劑溫度低于上部慢化劑溫度,因而堆芯下部硼的價值大于堆芯上部硼的價值,即在相同的硼濃度變化的情況下,堆芯下部引起的反應(yīng)性變化大于堆芯上部引起的反應(yīng)性變化(絕對值),所引起的堆芯下部功率變化大于堆芯上部的功率變化。稀釋時,堆芯下部功率上升速率及幅度大于堆芯上部,使得稀釋過程中ΔI向負(fù)的方向偏移;硼化時,堆芯下部功率下降速率及幅度大于堆芯上部,使得硼化過程中ΔI向正的方向偏移。

      從慢化劑溫度系數(shù)和堆芯溫度分布考慮:正常功率運行時,從堆芯底部到堆芯頂部溫度逐漸升高,并且隨著功率的改變堆芯入口溫度變化不大。稀釋時,堆芯溫度升高,堆芯上部溫度變化比堆芯下部大,因此堆芯上部引入的負(fù)反應(yīng)性比堆芯下部多,從而堆芯上部功率上升幅度小于堆芯下部,使得稀釋過程中,ΔI向負(fù)的方向偏移;硼化時,堆芯溫度降低,堆芯上部溫度變化比堆芯下部大,因此堆芯上部引入的正反應(yīng)性比堆芯下部多,從而堆芯上部功率下降幅度小于堆芯下部,使得硼化過程中,ΔI向正的方向偏移。

      總的來說,稀釋使ΔI向負(fù)的方向變化;硼化使ΔI向正的方向變化。

      (6)控制棒

      R棒是黑棒,價值較大,正常運行期間總是處于堆芯上部的調(diào)節(jié)帶內(nèi),而設(shè)置調(diào)節(jié)帶的作用就是為了保證R棒有足夠大的微分價值,因此R棒在堆芯內(nèi)的移動對ΔI影響很大,R棒插入越深,ΔI越負(fù)。使用R棒控制ΔI時必須注意:在穩(wěn)定工況下控制氙振蕩時,當(dāng)ΔI振蕩方向剛剛改變時是干預(yù)的最好時機,此時可通過提升或插入R棒來抑制氙振蕩。如果ΔI振蕩的方向即將改變,此時不宜干預(yù),否則會加劇氙振蕩的幅度。

      G棒(灰棒)采用疊步方式移動,其主要目的是減少對軸向功率分布的影響,但實際上G棒移動時對ΔI的影響是相當(dāng)大的。插棒降功率時,G棒插入堆芯,總的趨勢是使ΔI向負(fù)的方向偏移,但并不是始終如此。將堆芯分為上、下2個部分,隨著G棒的移動,引入到堆芯上部和下部的積分價值發(fā)生變化。如果上部引入的負(fù)的反應(yīng)性較大,ΔI向負(fù)方向偏移;如果下部引入的負(fù)的反應(yīng)性較大,則ΔI向正方向偏移。因此,同樣是插棒,某一階段ΔI趨向負(fù)的方向,而另一階段又使ΔI趨向正的方向。

      綜合以上6種控制手段,提棒、硼化、漲毒、增加電功率使ΔI向正方向變化;插棒、稀釋、消毒、減少電功率使ΔI向負(fù)方向變化。所有因素可以簡單分為冷熱控制和控制棒控制。

      一般氙震蕩的周期為15~30h,控制氙振蕩的通用策略為:①當(dāng)氙振蕩振幅較小時,可采取稀釋、硼化的方式,朝著平衡冷熱的方向操作,即:當(dāng)處于氙振蕩正周期即漲毒(ΔI向正的方向變化)時,通過稀釋(或降電功率)并保持一回路的溫度稍過熱來抑制氙振蕩。當(dāng)處于氙振蕩負(fù)周期即消毒(ΔI向負(fù)的方向變化)時,通過硼化(或升功率)并保持一回路的溫度稍過冷來抑制氙振蕩;②當(dāng)氙振蕩振幅較大時,抑制氙振蕩最有效的方法是R棒的移動,這需要選擇恰當(dāng)?shù)奶岚艉筒灏魰r機,此時不能再追求冷熱平衡。一般把ΔΙ振蕩方向改變到下一次方向改變之間的時間分為4段。方向剛改變時是干預(yù)最佳時機,前2時段是有利時機,第3時段是可干預(yù)時段,第4時段是不利時段。如在第4時段干預(yù),則有可能加劇振蕩。即:當(dāng)氙振蕩處于正周期即氙毒上漲時,在其振蕩的1/4點處開始插棒,而在氙振蕩負(fù)周期即氙毒減少時,在其振蕩1/4點處開始提棒。提棒和插棒都應(yīng)以逐漸減小振蕩幅度直至將其完全消除為宗旨,不能過急。

      2 壽期末的ΔI控制策略

      壽期末對ΔΙ控制影響最大的參數(shù)變化是燃耗的加深、硼濃度的減少,這將引入2大變化:軸向功率分布變成馬鞍型(上、下部各有一個波峰,半堆芯高度反而呈波谷);冷卻劑溫度系數(shù)越來越負(fù),絕對值變大,即冷熱變化對ΔΙ影響加大。

      2.1 壽期末硼化降功率

      如果降功率時間不長且技術(shù)規(guī)范允許,則盡量采用插功率棒降功率。如果被迫通過硼化降功率(如長期低功率運行),則需要充分利用降功率前的準(zhǔn)備時間,把初始狀態(tài)調(diào)整好。

      關(guān)于ELPO(延伸運行)硼化降功率前期狀態(tài)準(zhǔn)備,有2種方案可供選擇:①通過降功率,把R棒調(diào)整至盡可能高的棒位,且在降功率前使ΔΙ保持穩(wěn)定。該方案可供利用的R棒裕度大,靈活性高,但會導(dǎo)致降功率前ΔΙ穩(wěn)定在比較偏正的位置,這對ΔΙ控制是不利的;②降功率前幾小時主動通過提升幾步R棒引入氙振蕩,當(dāng)ΔΙ開始向負(fù)振蕩時開始降功率。該方案即提高了R棒的棒位,又可以使得開始降功率時ΔΙ處于較偏負(fù)的位置,但事實上ELPO降功率的時間往往由電網(wǎng)提前確定,而氙振蕩的周期是無法精確估計的,因此引入氙振蕩的時機很難確定,且一旦控制不好,氙振蕩幅度可能會加大。

      開始降功率后,一回路平均溫度隨功率降低而下降,這時由于負(fù)慢化劑溫度系數(shù)和硼價值的影響,ΔI向正方向變化,上部功率變大,并開始出現(xiàn)氙振蕩趨勢。與此同時,降功率過程中的氙毒上漲的效果也開始出現(xiàn)。需要減小硼化速率,適當(dāng)下插R棒抑制ΔI正向變化。當(dāng)ΔI從正向變化逆轉(zhuǎn)為向負(fù)方向變化時,就必須使用R棒,依靠R棒的逐步提升來控制ΔI后續(xù)的負(fù)方向變化趨勢。

      實際案例:2009年1月21日,根據(jù)電網(wǎng)要求,嶺澳核電站1號機組降功率至760MW,運行10d。降功率前R棒棒位為220/219步(已調(diào)整至較高棒位),硼濃度192×10-6,ΔI≈-1.2%,運行梯形圖的ΔI正向預(yù)限線為2%左右。調(diào)節(jié)帶中部為213步,低限為189步(76%功率時為194步),低低限為179步(76%功率時為184步)。

      (1)控制策略

      ①利用降功率前的準(zhǔn)備時間,把降功率前的初始狀態(tài)調(diào)整好:R棒組盡量在調(diào)節(jié)帶上部靠近調(diào)節(jié)帶的上限,ΔI和氙毒要穩(wěn)定。

      ②嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范對ELPO的相關(guān)規(guī)定,降功率過程中G棒不允許下插,維持G棒在堆芯頂部。

      ③50%Pn(Pn為額定功率)以上出現(xiàn)C21(ΔI達(dá)到運行圖限值時汽機甩負(fù)荷信號)預(yù)報警時允許閉鎖C21,但閉鎖時間要盡可能短,ΔI絕對不允許超出運行圖中的Ⅱ區(qū)。

      ④由于壽期末硼濃度很低,應(yīng)盡量減少硼化量。決定先少量硼化,然后開始降功率,過程中維持2~3℃的過熱,利用氙毒上漲和R棒下插降低核功率,本次降功率過程中累計硼化800L。

      ⑤功率降到820MW后,暫停硼化,等待氙毒積累,然后根據(jù)氙毒變化速率慢慢降低電功率到目標(biāo)負(fù)荷760MW。

      (2)主要過程

      壽期末硼化降功率主要過程為:①退出上位機壓力模式,手動啟動反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCP)1、2號加熱器,均勻穩(wěn)壓器(PZR)和一回路硼濃度;②注入50L硼酸,向值長匯報電網(wǎng)開始降功率;③以2MW/min的速率降功率,硼化效果不明顯,以1.5t/h的流量連續(xù)注入500L硼酸;④加大降功率速率,使一回路保持2℃偏熱;⑤開始降功率后ΔΙ快速向右移動,下插2步半R棒到217/217步;⑥下插2步R棒到215步;⑦下插3步R棒到211步;⑧下插3步R棒到198步;⑨電功率到820MW,暫停降功率,等待氙毒上漲。至此氙毒僅上漲約20×10-5,變化不明顯;⑩以2MW/min的速率繼續(xù)降電功率;○11 注入50L硼酸,下插2步R棒到196步;○12 下插2步R棒到194步;○13 注入200L硼酸;○14 到達(dá)目標(biāo)電功率760MW,將一、二回路溫度偏差降至+1℃;○15ΔΙ達(dá)到右預(yù)限線,閉鎖C21,通過稀釋補償氙毒上漲(稀釋使ΔΙ向正方向變化);○16 修改汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)(GRE)參數(shù),投入高壓缸壓力模式。

      2h40min后,氙毒已經(jīng)積累約100×10-5,仍在不斷上漲;之后下插2步半R棒后通過大流量稀釋補償氙毒上漲,同時抑制ΔΙ向正方向移動,本次降功率及穩(wěn)定期間共稀釋約50t(注入50t清水)。氙毒最高漲幅為290×10-5,最終穩(wěn)定后 R 棒為192/191步,ΔΙ≈1.2%。

      (3)經(jīng)驗總結(jié)

      壽期末硼化降功率經(jīng)驗如下:

      ①降功率前要清理機組當(dāng)前存在的缺陷,考慮其對降功率的影響,討論并制定相應(yīng)的干預(yù)措施,如給水流量控制系統(tǒng)(ARE)大小閥響應(yīng)等;

      ②降功率期間要盡量減少硼化,多利用氙毒,否則后期將消耗大量水來置換硼,且效果較慢;

      ③降功率的速率要盡可能小,因為降功率速率越大,氙毒的峰值就越大,ΔΙ控制難度也隨之加大;

      ④降功率過程中和后期氙毒變化過程中保持一回路一定量過熱對ΔΙ控制非常有利;

      ⑤利用氙毒減少時機,平穩(wěn)調(diào)節(jié)R棒到調(diào)節(jié)帶中部(一次半步),為后期全堆芯中子注量率圖測量創(chuàng)造條件,以及增大R棒調(diào)節(jié)裕度;

      ⑥R棒的使用要經(jīng)濟(jì),避免浪費R棒,關(guān)鍵要選擇好插棒時機。R棒的使用一般有2種策略,一次下插多步或者均勻逐步下插,視具體情況進(jìn)行選擇。由于壽期末降功率硼化量很少,很難實現(xiàn)硼化均勻降功率,且R棒棒位較高時R棒逐步插入對ΔΙ的貢獻(xiàn)很小,因此建議采用一次下插多步R棒的方法來實現(xiàn)對ΔΙ的有效干預(yù)。當(dāng)ΔΙ向負(fù)方向變化時可以擇機上提R棒,建議每次上提半步,以求盡量不對ΔΙ產(chǎn)生大的影響。

      2.2 壽期末稀釋升功率

      壽期末長期低功率運行結(jié)束后通過稀釋升功率時,由于一回路的硼濃度較低,稀釋效應(yīng)很慢。另外,壽期末R棒位置一般較高,長時間低功率運行后,為控制ΔΙ,R棒在堆芯插入的余量往往不夠,會出現(xiàn)升功率過程中ΔΙ迅速向負(fù)的方向偏移而又沒有任何控制手段的局面。此時可以暫停升功率,等待氙毒的變化變緩或轉(zhuǎn)向后,再重新開始升功率。

      實際案例:2009年2月1日,按電網(wǎng)要求嶺澳核電站1號機組結(jié)束ELPO升回滿功率。機組初始狀態(tài)為:電功率760MW,硼濃度162×10-6,燃耗11 703MW·d/t(U),R 棒201/201 步 (調(diào) 節(jié) 帶 中 部 為 213 步 ),ΔΙ=1.2%。

      (1)控制策略

      ①升功率之前,把機組狀態(tài)調(diào)整好:R棒棒位要盡量低(但要避免為了插R棒將ΔΙ過度向左調(diào)整),ΔΙ和氙毒要穩(wěn)定。

      ②嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定,不允許G棒下插,升功率過程中減少校正因子要適當(dāng),維持G棒在堆芯頂部,不允許用G棒來控制ΔΙ。

      ③50%Pn以上出現(xiàn)C21預(yù)報警時允許閉鎖C21,但閉鎖時間要盡可能短,ΔΙ不允許超出Ⅱ區(qū)。

      ④稀釋升功率過程中維持1℃的過冷度,利用堆芯的適當(dāng)過冷和提升R棒來增加堆芯上部功率以抑制ΔΙ向正方向發(fā)展的趨勢,同時還要避免過冷觸發(fā)甩負(fù)荷。

      ⑤避免浪費R棒,同時要為后續(xù)的控制留出一定的余量。

      ⑥控制升功率的速率不超過1MW/min,并根據(jù)ΔΙ實際變化的趨勢作適當(dāng)?shù)耐A簦ǜ鶕?jù)預(yù)測,需要在95%Pn停留9h),當(dāng)ΔI實際變化趨勢有利于升功率時才繼續(xù)。

      ⑦ 由于壽期末硼濃度很低,稀釋升功率過程中稀釋量很大(本次升功率到930MW的過程中累計共稀釋41.4t),因此,需要提前準(zhǔn)備以保證反應(yīng)堆硼和水補給系統(tǒng)(REA)水箱有足夠水量(提前做好切換和制水)、計算硼回收系統(tǒng)(TEP)中間儲存箱的容量,并關(guān)注TEP除氣器和蒸汽發(fā)生器的狀況,以免影響升功率操作;另外,需要考慮大量的連續(xù)稀釋對主泵軸封的沖擊和影響,盡量控制稀釋速率。

      ⑧ 由于降功率至760MW后,造成ΔIref超過1%(在滿功率點),使運行圖的右上部不能得到有效保護(hù),因此調(diào)整了核儀表系統(tǒng)(RPN)高功率保護(hù)定值到88%和預(yù)報警C2(反應(yīng)堆超功率預(yù)報警)到83.15%,以使運行圖得到全面保護(hù)(有核安全相關(guān)突發(fā)事件決策單)。升功率前,需要由相關(guān)部門重新調(diào)回RPN定值并修改ΔIref線(為強制線,目的僅為堆芯得到全面保護(hù))。

      (2)主要過程

      壽期末稀釋升功率主要過程見表1。

      表1 壽期末稀釋升功率主要過程Table1 The main process of power rise by dilution in the end of lifetime

      續(xù)表

      本過程共稀釋50.4t,電功率升至950MW,為控制ΔI提升R棒16步;后續(xù)為補償氙毒積累稀釋52t,并緩慢升汽輪機功率到986MW,核功率最大值為99.9%Pn;滿功率后為補償氙毒積累共稀釋約88.1t,為控制ΔI提升R棒到219/219,ΔI基本能穩(wěn)定在 -2.3%左右。

      (3)經(jīng)驗總結(jié)

      壽期末稀釋升功率經(jīng)驗如下:

      ①升功率的速率應(yīng)盡可能小,以免引起過大的氙毒變化,增加ΔI控制難度。

      ②壽期末升功率最大的風(fēng)險在于升到滿功率后氙毒的變化趨勢比較劇烈,所以通過不同的平臺停留將此趨勢逐步消化;如果ΔI的控制實在困難,可通過硼化降功率將之維持在比較低的功率水平,等ΔI穩(wěn)定或趨勢有利于升功率,然后再行提升。

      ③升功率期間要控制稀釋量,不能一次稀釋過量,如果稀釋過量,由于機組開始一直處于氙毒減少階段,則可能還需要硼化升功率,那么在后期氙毒開始上漲時,需要稀釋更多,將消耗大量水來置換硼,且效果較慢。

      ④升功率過程中和后期氙毒變化過程中保持一回路一定量過冷(本次升功率保持約-1℃ 溫度偏差)對ΔI控制非常有利,但需要注意不能偏離太多,避免出現(xiàn)C22(一回路過冷)導(dǎo)致機組甩負(fù)荷。

      ⑤由于壽期末升功率需要大量稀釋一回路冷卻劑,升功率前及過程中,必須要關(guān)注TEP頭箱、中間箱的容量以及除氣器的運行情況。

      2.3 壽期末緊急降功率后升功率ΔI控制

      緊急降功率后升功率過程的ΔI控制,關(guān)鍵在于降至目標(biāo)功率的過程中減少G棒的插入,并在隨后等待期間(等待故障設(shè)備維修或等待電網(wǎng)調(diào)度指令)盡可能將R棒位提至較高位置。

      緊急降功率前,如冷凝器真空異常上升或1臺循環(huán)水系統(tǒng)(CRF)泵振動高需要停運檢修等情況下,不可能有充裕的時間進(jìn)行調(diào)整和準(zhǔn)備,必然采用插G棒降功率。由于G棒在堆芯內(nèi)的移動是按疊步程序進(jìn)行的,因此,在用G棒降功率時,堆芯上部的功率降低先于堆芯下部,ΔI向負(fù)的方向偏移,同時,上部氙毒的增加先于下部氙毒的增加(壽期末,中子注量率分布呈馬鞍型),從而使得ΔI進(jìn)一步向負(fù)的方向偏移;隨后,當(dāng)控制棒在堆下部移動時,向負(fù)的方向偏移的趨勢會得到抑制,并開始出現(xiàn)向正方向變化的趨勢,但隨后下一組棒又開始下插,ΔI再次開始向負(fù)方向變化。

      總之,下插功率棒降功率過程,ΔI會向負(fù)方向變化,其過程比較容易控制,關(guān)鍵在于降至目標(biāo)功率后引發(fā)的氙振蕩給后續(xù)升功率和維持功率期間的ΔI控制帶來了困難。

      嶺澳核電站運行技術(shù)規(guī)范規(guī)定,低功率水平運行期間的任意24h內(nèi),功率補償棒插入的時間不能超過12h,這就要求必須在12h內(nèi)將G棒提至堆芯頂部。但在降功率后的等待期間,由于氙振蕩,ΔI會從負(fù)方向朝正方向變化,而提出G棒又會造成ΔI進(jìn)一步向正方向移動。為了不達(dá)到運行圖的右限線,只能繼續(xù)降功率到50%以下。

      雖然緊急降功率之前沒有太多準(zhǔn)備時間,但是為了盡可能降低后續(xù)穩(wěn)定功率和提升功率期間ΔI控制的難度,需要在降功率過程中采取適當(dāng)措施:

      在降功率的過程中,應(yīng)該根據(jù)ΔI的變化情況擇機逐步提出R棒(少量多次),利用氙毒的變化適當(dāng)進(jìn)行硼化,使ΔI盡量沿著初始運行點與坐標(biāo)零點的連線變化,并減少G棒的插入。這樣,一方面減少了降功率過程中堆芯上、下部功率變化的差異,從而減少由此引起的上下部氙毒變化的不一致;另一方面,由于R棒位置較高,而G棒插入不深,使在規(guī)定的時間內(nèi)將G棒提出堆芯的難度大大降低,同時留有足夠的R棒裕量以補償提升G棒過程中ΔI的正向變化。

      降功率終止時ΔI應(yīng)該在較負(fù)的位置,隨著氙毒的增加,ΔI可能繼續(xù)向負(fù)方向變化,也可能向正方向變化(與降功率前堆芯中子注量率分布情況有關(guān)),這時要通過增加G棒整定值(利用校正因子)和提升R棒來向正方向糾正ΔI,同時抑制氙震蕩的幅度。一旦升功率條件成熟,應(yīng)盡可能快地提升,以減少正在快速積累的氙毒,有利于ΔI的控制和減少廢水產(chǎn)量。

      實際案例:2008年12月19日,嶺澳核電站1號機組高壓給水加熱器系統(tǒng)(AHP)一條管線蒸汽泄漏,導(dǎo)致冷凝器真空惡化,1號機被迫以50MW/min快速降功率,降功率前硼濃度約為240×10-6,ΔI約為-4%。從開始快速降功率到氙毒達(dá)到最大值約5~6h,在降功率開始后6h,開始重新升功率。

      緊急降功率采取G棒跟隨方式,G棒連續(xù)下插使ΔI向負(fù)方向變化,但隨后的氙毒上漲使ΔI向正方向變化。重新升功率到300MW時,由于功率棒提升速率過快,加上氙毒正在上漲,ΔI快速向正方向變化并進(jìn)入Ⅱ區(qū),快速將R棒從216步左右插至191步,并降功率到15%Pn以下,ΔI回到-5%附近。

      穩(wěn)定一段時間后重新升功率,為避免ΔI過度向正方向變化,保持一回路偏熱約2℃(使ΔI有向負(fù)趨勢),R棒置手動,利用消毒緩慢提升電功率,700MW時G棒已提到堆芯頂部。間斷升功率期間找機會提高R棒棒位(本次升功率過程中R棒從194步提升到了209步),目的是必要時可以下插R棒保證G棒順利提出堆芯頂部。由于后期ΔI還會向負(fù)方向變化,必要時還需要上提R棒控制ΔI,所以R棒無需提高太多,保持在調(diào)節(jié)帶中部即可。G棒提至堆芯頂后就應(yīng)盡快消除之前保持的+2℃ 溫度偏差,因為正的溫度偏差會使ΔI向負(fù)方向發(fā)展。

      G棒提出之前關(guān)鍵是不能使ΔI向正方向振蕩,以便順利提出G棒,避免違反技術(shù)規(guī)范;G棒提出后主要目標(biāo)是抑制ΔI向負(fù)方向變化的趨勢,避免出現(xiàn)氙振蕩,可以利用的手段有硼化、升電功率和提R棒。

      3 結(jié)束語

      闡述了影響壓水堆核電廠ΔI的主要因素,分析了壽期末ΔI控制困難的原因,并結(jié)合機組實際經(jīng)驗提供了一種控制思路。影響ΔI變化的因素很多,控制方法和思路也多種多樣,關(guān)于ΔI控制目前尚沒有比較權(quán)威和統(tǒng)一的做法,希望本文能夠為ΔI控制方法和思路提供參考。

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