反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)適配通道參數(shù)整定

嚴(yán)斌鵬,黃 程,謝尚陽(yáng),汪兆強(qiáng)

(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)是核電廠調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率的重要系統(tǒng)，而該系統(tǒng)中的功率適配通道在日常運(yùn)行期間中起到至關(guān)重要的作用。該通道主要負(fù)責(zé)反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的超前調(diào)節(jié)，因此，該通道性能的優(yōu)劣直接影響調(diào)節(jié)品質(zhì)的。秦山核電在第18次換料大修改造項(xiàng)目中，功率適配通道參數(shù)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了初始設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行不相符的情況，經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的論證與試驗(yàn)，最終，圓滿完成了反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)試工作，使該通道參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)保證了控制品質(zhì)最佳。

1 反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)適配通道簡(jiǎn)介

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求在5%～100%負(fù)荷范圍內(nèi)，能夠承受±10%的階躍變化或者±5%/min的線性變化而不引起反應(yīng)堆停堆；在自動(dòng)運(yùn)行或者瞬態(tài)期間，恢復(fù)并保持冷卻劑平均溫度在規(guī)定范圍內(nèi)；當(dāng)蒸汽旁路排放系統(tǒng)投入時(shí)允許電網(wǎng)脫扣(帶廠用電)由100%甩負(fù)荷到廠用電3%～4%PN時(shí),70%由蒸汽旁路排放系統(tǒng)承擔(dān),13%由兩個(gè)蒸汽釋放閥承擔(dān),功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)承擔(dān)10%,余下3%由一回路提高運(yùn)行參數(shù)承擔(dān),而不停堆。該系統(tǒng)可分為三個(gè)通道，主要有冷卻劑平均溫度通道、參考平均溫度通道、功率失配通道，本文著重介紹功率失配通道的參數(shù)優(yōu)化。

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)適配通道在反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)中無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但是其對(duì)反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，主要由汽機(jī)功率跟核功率差值經(jīng)過(guò)微分環(huán)節(jié)對(duì)參考平均溫度與冷卻劑平均溫度進(jìn)行超前的補(bǔ)償作用。由于溫度存在熱阻，變化很緩慢，相反，由沖動(dòng)級(jí)壓力轉(zhuǎn)換而來(lái)的汽機(jī)功率與核功率變換速率很快，因此，在投自動(dòng)的條件下，如果一回路與二回路功率發(fā)生變化而產(chǎn)生溫差其變化率很快時(shí)，功率適配通道會(huì)立即干預(yù)補(bǔ)償因溫差變化過(guò)快而對(duì)反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)的影響。

根據(jù)變更具體方框圖如圖1所示。

圖1 改造后反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖Fig.1 The block diagram of each channel of reactor power control system

2 調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 初始設(shè)計(jì)參數(shù)滿足汽機(jī)功率為15%時(shí)功調(diào)系統(tǒng)投“自動(dòng)”試驗(yàn)

為了保證反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠有一個(gè)穩(wěn)定、快速的調(diào)節(jié)品質(zhì)，經(jīng)多方討論決定，將反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參數(shù)暫時(shí)不做改變，后續(xù)根據(jù)實(shí)際情況，在不超出設(shè)計(jì)范圍值的基礎(chǔ)上，再行調(diào)試優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，初始具體數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造前后參數(shù)比較表Table 1 Comparison of parameters before and after retrofitting of reactor power control system

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)只能在汽輪機(jī)功率大于15%的情況下才能投自動(dòng)，保護(hù)系統(tǒng)工作正常，核測(cè)系統(tǒng)功率量程工作正常的情況下才能投入使用，在15%汽輪機(jī)功率狀態(tài)下，做反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱功調(diào)系統(tǒng))投自動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)時(shí)，第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在原有的參數(shù)都不變的情況下，將功調(diào)系統(tǒng)投自動(dòng)時(shí)，控制棒動(dòng)作頻繁，具體工況見(jiàn)表2。

表2 第一次15%功率平臺(tái)功調(diào)系統(tǒng)投“自動(dòng)”切換試驗(yàn)工況Table 2 The first 15% power control system is put into “automatic” switching test condition

由表2可知，在次高選平均溫度與參考平均溫度偏差為0.4 ℃的時(shí)候，將功調(diào)系統(tǒng)投自動(dòng)，控制棒直接下插7步，出現(xiàn)這種情況，操作員為了使機(jī)組處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，將棒控系統(tǒng)打“手動(dòng)”狀態(tài)。由于溫度的傳導(dǎo)過(guò)程工質(zhì)存在熱阻而使得其傳遞時(shí)間滯后，而調(diào)節(jié)作用太弱，無(wú)法補(bǔ)償由于溫度帶來(lái)的滯后現(xiàn)象，使得反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出一直在改變，從而使得控制棒連續(xù)下插，很顯然，這與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速調(diào)節(jié)的理念背道而馳。經(jīng)過(guò)分析討論后認(rèn)為，可能是功率適配通道微分環(huán)節(jié)的超前調(diào)節(jié)作用太弱，使得很小的溫度偏差產(chǎn)生了很弱的超調(diào)作用而使得反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出無(wú)法短時(shí)間增大，只能慢慢增大，而此時(shí)，由于偏差的存在無(wú)法使次高選平均溫度保持在參考平均溫度±0625 ℃范圍內(nèi)，造成控制棒頻繁動(dòng)作，這對(duì)機(jī)組穩(wěn)定性造成影響?；诖瞬孪?，調(diào)試人員需要增大微分環(huán)節(jié)初始響應(yīng)，借鑒恰?，擟3、C4核電機(jī)組(C3、C4的τ6=20 s)，將反應(yīng)堆功率適配通道參數(shù)由原來(lái)的τ6=7 s修改為設(shè)計(jì)院建議值τ6=20 s，在以下工況下進(jìn)行了第二次切換工作，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 第一次15% 功調(diào)系統(tǒng)投“自動(dòng)”切換試驗(yàn)工況Table 3 The first 15% power regulation system is put into “automatic” switching test condition

2.2 初始設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)法滿30%功率平臺(tái)反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能確認(rèn)試驗(yàn)

根據(jù)118大修變更要求，需要在30%功率平臺(tái)進(jìn)行反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能確認(rèn)試驗(yàn)，通過(guò)此項(xiàng)試驗(yàn)，驗(yàn)證反映堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)在10%功率變化擾動(dòng)下其調(diào)節(jié)性能的優(yōu)劣，在所有工況及試驗(yàn)條件具備的情況下，在30%功率平臺(tái)做反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能確認(rèn)試驗(yàn)時(shí)，在τ6=20 s的情況下，參考平均溫度與次高選平均溫度相差1 ℃的情況下，將功調(diào)系統(tǒng)投“自動(dòng)”，試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)微分環(huán)節(jié)設(shè)定值τ6=20 s的情況下，控制棒動(dòng)作頻繁。具體工況如表4所示。

表4 30%功率平臺(tái)試驗(yàn)記錄表Table 4 30% power platform test record

由表4可知，在參考平均溫度比此高選平均溫度高1.2 ℃的情況下，控制棒最終累計(jì)提升了4步，而在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)又反復(fù)動(dòng)作至下插累計(jì)3步。

總結(jié)：在30%功調(diào)系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)中，在最終狀態(tài)，功調(diào)系統(tǒng)將溫度偏差成功調(diào)節(jié)回來(lái)，但是，控制棒一直在反復(fù)動(dòng)作，說(shuō)明其超調(diào)量過(guò)大，需要反復(fù)多次才能穩(wěn)定工況。這種調(diào)解品質(zhì)與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性調(diào)節(jié)背道而馳。因此當(dāng)功率適配通道參數(shù)為初始設(shè)計(jì)參數(shù)τ6=20 s時(shí)，無(wú)法滿足當(dāng)前反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，第一次30%功率功調(diào)系統(tǒng)性能確認(rèn)試驗(yàn)不滿足驗(yàn)收準(zhǔn)則。

3 功率失配通道參數(shù)分析與整定

3.1 功率失配通道微分環(huán)節(jié)理論分析

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)三個(gè)通道中對(duì)于系統(tǒng)本身影響最大的就是功率適配通道的參數(shù)，在功率運(yùn)行期間，功調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，功率失配通道無(wú)時(shí)無(wú)刻不在起作用，使得溫度偏差穩(wěn)定在±0625 ℃的范圍內(nèi)，而在功率適配通道中，作用最大的就是微分的超前調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，具體傳遞函數(shù)如下：

(1)

其中：τ6為微分時(shí)間，單位為s,s為拉普拉斯算子。

在工程實(shí)際中，純微分環(huán)節(jié)由于在偏差做階躍響應(yīng)的瞬間，控制作用將會(huì)無(wú)窮大，這是任何物理元器件都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此，在工程實(shí)際中，實(shí)際的微分環(huán)節(jié)都具有慣性，具體表達(dá)式，如下所示：

(2)

其中：KD為微分增益，無(wú)量綱，TD為微分時(shí)間，單位為s，s為拉普拉斯算子。

在階躍擾動(dòng)幅值為E的擾動(dòng)下，研究微分環(huán)節(jié)輸入輸出關(guān)系，根據(jù)拉普拉斯變換初值定理可知：

(3)

其中：E為誤差大小，由上式可知，初始狀態(tài)下微分環(huán)節(jié)受到誤差擾動(dòng)時(shí)，其輸出值大小與微分增益及誤差幅值大小有關(guān)系。

同理，根據(jù)拉普拉斯終值定理有：

(4)

由上可知，無(wú)論誤差階躍擾動(dòng)多大，最終微分環(huán)節(jié)都會(huì)消除誤差，這說(shuō)明微分作用最強(qiáng)的時(shí)間是在誤差產(chǎn)生的初期。

為了研究微分環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)，在matlab/simulink中比較了不同的幾個(gè)微分環(huán)節(jié)及其對(duì)應(yīng)的單位正階躍響應(yīng)曲線，開(kāi)環(huán)仿真方框圖如圖3所示；點(diǎn)擊simulink“運(yùn)行”按鈕，進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖3所示。

圖2 不同微分時(shí)間及增益單位正階Fig.2 The different differential time and positive order of gain units

圖3 不同微分時(shí)間及增益單位正階躍響應(yīng)曲線比較圖躍響應(yīng)開(kāi)環(huán)圖Fig.3 Comparison of positive step response curves of different differential time and gain units

由圖3我們可以很直觀看出，微分時(shí)間初始值大小只與微分增益有關(guān)，增益越大，微分初值越大，增益越小，微分初值越小，且微分輸出作用其衰減速度與微分時(shí)間常數(shù)相關(guān)，微分時(shí)間常數(shù)越小，其衰減速度越快，反之，微分時(shí)間常數(shù)越大，其衰減速度越慢。

3.2 基于IA平臺(tái)的反應(yīng)堆功率失配通道參數(shù)分析與整定

IA平臺(tái)微分模塊介紹：秦山核電第18次燃料循環(huán)大修改造中反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用的是基于IA平臺(tái)的DCS控制，該DCS是FOXBORO公司的主力產(chǎn)品，而反應(yīng)堆功率適配通道中微分環(huán)節(jié)使用的“LLAG”模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)微分環(huán)節(jié)的，該模塊中具有兩種工作模式，超前/滯后模式和脈沖模式。當(dāng)輸入值產(chǎn)生一個(gè)階躍變化時(shí)，超前/滯后模式在輸出中會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)增益(超前增益)或一階滯后，穩(wěn)態(tài)值等于測(cè)量輸入值MEAS。

當(dāng)MEAS改變一個(gè)量或一個(gè)增量時(shí)，該模塊輸出跟隨，超前或滯后測(cè)量輸入值MEAS，這取決于LGAIN設(shè)置。當(dāng)LGAIN=0，輸出滯后于測(cè)量輸入一個(gè)時(shí)間常數(shù)LGTIM。當(dāng)LGAIN =1，輸出跟隨測(cè)量值變化而變化。

對(duì)于LGAIN> 0，輸出變化的初始值等于LGAIN * MEAS變化量，最終經(jīng)過(guò)時(shí)間常數(shù)LGTIM衰減到初始MEAS值。具體如圖4所示，以上內(nèi)容中：MEAS：測(cè)量輸入值；LGAIN：超前增益；LGTIM：滯后時(shí)間。綜上所述，當(dāng)LGAIN> 0，在輸入值MEAS一個(gè)階躍擾動(dòng)下，該模塊初始值等于LGAIN * MEAS，并最終衰減至初始值MEAS。這與第3.1節(jié)中所討論的工程實(shí)際中微分環(huán)節(jié)內(nèi)容一致。因此，在這里，LLAG模塊另外一種脈沖模式我們不做討論。

圖4 LLAG 模塊非脈沖工作模式圖Fig.4 The non pulse operation mode of the LLAG module

控制棒動(dòng)作磁滯回環(huán)區(qū)：在反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率適配通道中，對(duì)控制棒動(dòng)作影響最大是微分環(huán)節(jié)及控制棒動(dòng)作溫度死區(qū)的設(shè)定，秦一廠功調(diào)系統(tǒng)死區(qū)設(shè)定值如圖5所示。

圖5 功調(diào)系統(tǒng)溫差大小及動(dòng)棒死區(qū)特性曲線Fig.5 The temperature difference of power control system and the characteristic curve of the dead zone of the moving rod

從圖5可知，為防止控制棒頻繁動(dòng)作，設(shè)計(jì)了溫差跟動(dòng)棒死區(qū)特性圖?；谝陨戏治?，在118大修反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，主要參數(shù)優(yōu)化對(duì)象為功率適配通道，而在功率適配通道中，對(duì)控制棒動(dòng)作作用最明顯的為微分環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)及磁滯回環(huán)區(qū)溫度大小的設(shè)定。

功率適配通道參數(shù)整定：以下將從上述內(nèi)容描述的微分環(huán)節(jié)及磁滯回環(huán)區(qū)參數(shù)設(shè)定入手，著重介紹秦一廠反應(yīng)堆功率適配通道參數(shù)優(yōu)化的過(guò)程，由于在15%FP功率平臺(tái)的調(diào)試參數(shù)無(wú)法滿足整個(gè)功率自動(dòng)控制的要求，因此，該通道的調(diào)試是在機(jī)組30%FP功率平臺(tái)進(jìn)行的，由第2章相關(guān)內(nèi)容可知，當(dāng)微分模塊為τ6=20 s時(shí)，性能確認(rèn)試驗(yàn)無(wú)法滿足驗(yàn)收要求。反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能確認(rèn)試驗(yàn)是為了確認(rèn)次高選平均溫度(Tac)與參考平均溫度(Tao)相差±1 ℃度的情況下，通過(guò)功調(diào)系統(tǒng) 的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能使兩者溫度偏差恢復(fù)到±0.625 ℃的范圍內(nèi)。具體工況如下所示，值得注意的是IA系統(tǒng)DCS中時(shí)間單位為分鐘(min)。

當(dāng)ΔT=Tac-Tao=1 ℃時(shí)(30%FP功率平臺(tái))，將功調(diào)系統(tǒng)投自動(dòng)，DCS中功率適配通道各參數(shù)如下所示：

(5)

上式中：HABLIM、LABLIM為動(dòng)棒溫度偏差限值，ABSDB是死區(qū)溫度，該處ABSDB=0.25等價(jià)于 |ΔT1|=0.375 ℃，LGAIN表示微分增益、LAGTIM表示慣性時(shí)間，τ6表示微分時(shí)間常數(shù)，在該組數(shù)據(jù)下，控制棒動(dòng)作情況見(jiàn)表5。

表5 第一次參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of the first parameter adjustment test

由表5可知，在通道參數(shù)為式(5)中的數(shù)值時(shí)，次高選平均溫度跟參考平均溫度在相差1 ℃的情況下，控制棒動(dòng)作了2.5步，這說(shuō)明該通道反應(yīng)過(guò)慢，控制棒動(dòng)作一步的情況下，核功率的變化很迅速，但是由于溫度變化緩慢的原因，使得核功率的變化未能及時(shí)得到補(bǔ)償，由圖3可知，要想能夠迅速補(bǔ)償，那慣性時(shí)間應(yīng)該降低，基于此，開(kāi)始了第二次試驗(yàn)。

當(dāng)ΔT=Tac-Tao=-1 ℃時(shí)(30%FP功率平臺(tái))，將功調(diào)系統(tǒng)投自動(dòng)，在組態(tài)軟件中功率適配通道各參數(shù)設(shè)置如下所示：

(6)

此時(shí)，控制棒動(dòng)作情況如表6所示。

表6 第二次參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of the second parameter adjustment test

由表6可知，功調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有得到明顯的改善，為了讓控制棒動(dòng)作不要太頻繁，考慮到死區(qū)特性，為了使控制棒能夠迅速響應(yīng)，增大|ΔT1|，即將死區(qū)時(shí)間下限做出了修改，當(dāng)ABSDB=0.20時(shí)，即

(7)

控制棒動(dòng)作前后變化見(jiàn)表7。

表7 第三次參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of the third parameter adjustment test

由表7可知，當(dāng)增大|ΔT1|時(shí)，控制棒的動(dòng)作有所改善。

由于118大修之前，功調(diào)系統(tǒng)是使用的SPEC200的模擬卡件，考慮到模擬卡件傳輸信號(hào)速度快，無(wú)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)化-數(shù)據(jù)處理-數(shù)模轉(zhuǎn)化的過(guò)程，因此，當(dāng)穩(wěn)定狀態(tài)下，控制信號(hào)變化響應(yīng)速度快，基于以上分析結(jié)合控制棒的動(dòng)作太頻繁，說(shuō)明其微分作用太小，導(dǎo)致溫度偏差對(duì)應(yīng)的變化量太小，從而影響綜合溫度偏差，進(jìn)而影響控制棒動(dòng)作，使得超前調(diào)節(jié)作用減弱；同時(shí)，整個(gè)控制系統(tǒng)的慣性時(shí)間一定，而我們需要的是其微分作用強(qiáng)，且其能夠迅速降低，基于此考慮結(jié)合圖3顯示的相關(guān)內(nèi)容，決定將系統(tǒng)慣性時(shí)間不變，而其微分時(shí)間設(shè)置到最大，而增益LGAIN取最小值：即

(8)

此時(shí)控制棒動(dòng)作情況如表8所示。

表8 第四次參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Results of the fourth parameter adjustment test

由表8可知，控制棒在兩部之內(nèi)就可以將溫度偏差調(diào)回來(lái)，為此我們又將將溫度偏差為反方向，具體動(dòng)棒情況見(jiàn)表9。

表9 第五次參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of the fifth parameter adjustment test

至此，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化全部完成，且其動(dòng)作性能滿足要求，30%性能確認(rèn)試驗(yàn)也順利完成。

綜上所述：秦一廠反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率適配通道參數(shù)優(yōu)化主要是針對(duì)IA平臺(tái)的所對(duì)應(yīng)的微分環(huán)節(jié)及磁滯回環(huán)區(qū)進(jìn)行的，主要參數(shù)如下：

(9)

通過(guò)優(yōu)化，在同等偏差情況下，降低了頻繁動(dòng)棒次數(shù)，減少了超調(diào)量，精準(zhǔn)的控制反應(yīng)性，使功調(diào)系統(tǒng)整體調(diào)節(jié)品質(zhì)都得到改善，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 整定參數(shù)驗(yàn)證及結(jié)果評(píng)價(jià)

反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)核電廠功率自動(dòng)控制起著至關(guān)重要的作用，118大修改造項(xiàng)目，由于控制部分由模擬控制系統(tǒng)變更為DCS數(shù)字化控制系統(tǒng)，按照規(guī)定，所有的控制系統(tǒng)都要在其可以承受的范圍內(nèi)驗(yàn)證其功能的好壞，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)具體的試驗(yàn)主要有不同功率平臺(tái)±10%負(fù)荷階躍試驗(yàn)、甩負(fù)荷試驗(yàn)等，以下是電站試驗(yàn)中反應(yīng)堆調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)及結(jié)果評(píng)價(jià)。

4.1 50%FP功率平臺(tái)甩負(fù)荷試驗(yàn)

隨著機(jī)組功率穩(wěn)步提升，在50%FP功率平臺(tái)進(jìn)行了甩負(fù)荷試驗(yàn)，即將電廠所有負(fù)荷全部甩開(kāi)而不引起機(jī)組停堆，試驗(yàn)結(jié)果顯示：

冷卻劑次高選平均溫度初始值：290.3 ℃，試驗(yàn)中最小值：284.5 ℃，最大值：292.7 ℃，穩(wěn)定值：284.8 ℃。核功率初始值：55.11%，試驗(yàn)中最小值：18.71%，最大值：55.11%，穩(wěn)定值：18.71%。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：5 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：7 min。因此，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足甩負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。

4.2 50%FP功率平臺(tái)甩廠外負(fù)荷試驗(yàn)

在50%FP功率平臺(tái)進(jìn)行了甩廠外負(fù)荷試驗(yàn)，即將外電廠負(fù)荷甩掉，帶廠用電運(yùn)行而不得引起機(jī)組停堆，試驗(yàn)結(jié)果顯示：

冷卻劑次高選平均溫度初始值：290.5 ℃，試驗(yàn)中最小值：286.15 ℃，最大值：292.3 ℃，穩(wěn)定值：286.4 ℃。核功率初始值：56.2%，試驗(yàn)中最小值：25.9%，最大值：56.5%，穩(wěn)定值：25.9%。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：3 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：5 min。因此，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 100%FP功率平臺(tái)負(fù)階躍響應(yīng)

在100%FP功率平臺(tái)進(jìn)行了負(fù)階躍響應(yīng)試驗(yàn)，即通過(guò)調(diào)整DEH系統(tǒng)，使汽機(jī)功率從100%FP降低到90%FP，而不得引起機(jī)組停堆，選擇數(shù)據(jù)所在的試驗(yàn)名：負(fù)荷階躍試驗(yàn)(100%→90%)，由試驗(yàn)結(jié)果可知：冷卻劑次高選平均溫度初始值：297.1 ℃，試驗(yàn)中最大值：297.5 ℃，最終值：295.4 ℃。核功率初始值：98.3%，試驗(yàn)中最小值，穩(wěn)定值：89.2%。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：5 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：4 min。由此可知，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4 100%FP功率平臺(tái)正階躍響應(yīng)

由于控制棒位置的限制，且需要控制板有一定余量，因此，100%功率平臺(tái)正階躍響應(yīng)需要從85%FP汽輪機(jī)功率到95%FP功率平臺(tái)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：

冷卻劑次高選平均溫度初始值：294.8 ℃，試驗(yàn)中最小值：294.2 ℃，最終值：296.2℃。核功率初始值：83.5%，試驗(yàn)中最大值94.4%，穩(wěn)定值：94.2%。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：5 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：4 min。由此可知，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足設(shè)計(jì)要求。

4.5 100%FP功率平臺(tái)甩負(fù)荷試驗(yàn)

隨著機(jī)組功率穩(wěn)步提升，在100%FP功率平臺(tái)進(jìn)行了甩負(fù)荷試驗(yàn)，即將電廠所有負(fù)荷全部甩開(kāi)而不引起機(jī)組停堆，試驗(yàn)結(jié)果曲線如圖所示13所示。由試驗(yàn)結(jié)果可知：冷卻劑次高選平均溫度初始值：297.2 ℃，試驗(yàn)中最大值：300.9 ℃，最大棒速降棒完畢后平均溫度：291.0 ℃，置手動(dòng)時(shí)平均溫度：289.8 ℃。核功率初始值：97.5%，最大棒速降棒完畢后核功率值：57.9%，置手動(dòng)時(shí)核功率：54.8%。棒位初始值：230，最大棒速降棒完畢后棒位：117，手動(dòng)降棒結(jié)束后棒位：95。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：10 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：10 min。由此可知，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足甩負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。

4.6 100%FP功率平臺(tái)甩廠外負(fù)荷試驗(yàn)

在100%FP功率平臺(tái)進(jìn)行了甩廠外負(fù)荷試驗(yàn)，即將外電廠負(fù)荷甩掉，帶廠用電運(yùn)行而不得引起機(jī)組停堆，試驗(yàn)結(jié)果顯示：

冷卻劑次高選平均溫度初始值：296.5 ℃，試驗(yàn)中最大值：299.8 ℃。核功率初始值：95.3%，最大棒速降棒完畢后核功率值：59.3%，自動(dòng)短暫提棒后核功率：59.9%。棒位初始值：232，最大棒速降棒完畢后棒位：133，手動(dòng)降棒結(jié)束后棒位：128。冷卻劑次高選平均溫度達(dá)穩(wěn)定所需時(shí)間：10 min，核功率達(dá)穩(wěn)定時(shí)間：10 min。由100%FP甩廠外負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)果可知，反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性能滿足甩負(fù)荷設(shè)計(jì)要求。由此可知，確認(rèn)整定參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，且性能良好。

5 總結(jié)與展望

通過(guò)對(duì)秦一廠反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)性的微分環(huán)節(jié)及磁滯回環(huán)區(qū)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)比優(yōu)化前后曲線及以前大修記錄數(shù)據(jù)，確認(rèn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能滿足試驗(yàn)程序要求，符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)后續(xù)各功率平臺(tái)電站試驗(yàn)的驗(yàn)證，確認(rèn)優(yōu)化后的參數(shù)完全滿足各類電站瞬態(tài)試驗(yàn)。據(jù)了解，數(shù)字化控制系統(tǒng)在電廠被廣泛使用，因此，控制系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題肯定是運(yùn)行維修人員的主旋律，希望通過(guò)秦一廠30萬(wàn)kW機(jī)組反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率適配通道參數(shù)優(yōu)化為視角，充分可以為同行業(yè)的從業(yè)人員提供解決此類問(wèn)題的解決思路與方法。