淺談核電站延伸技術(shù)的原理及其運用的體系

　　【摘 要】隨著核電廠運行經(jīng)驗的不斷積累，“延伸運行”這一運行方式得到更多的運行。本文結(jié)合秦山二期203大修前實施降功率運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，闡述了延伸運行的原理、實施方法及實施過程中需要修改的相關(guān)參數(shù)和風(fēng)險。

　　【關(guān)鍵詞】延伸運行;平均溫度;核電站

　　1 延伸運行的意義

　　①203大修開始日期計劃為2007年5月10日，而根據(jù)燃耗計算，2號機組若以675MW功率運行，則只能到5月7日，因此必須實施降功率運行。

　?、谇厣蕉趦膳_機組現(xiàn)采用12個月?lián)Q料周期，但必須避開7、8、9月用電高峰期間停機大修。

　?、厶岣呷剂系氖褂眯?，以提高經(jīng)濟性。

　　2 延伸運行的定義

　?、佼?dāng)一回路的硼濃度接近10ppm時，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)保持功率運行，這種運行模式稱為延伸運行。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)。

　?、诼瘎囟刃?yīng)：慢化劑溫度的變化，最主要影響了六因子公式Keff =εPs p Pd fη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，取決于慢化劑對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)計決定運行在欠慢化區(qū)，因此當(dāng)慢化劑溫度降低時，引起H2O/U增加，因些在欠慢化區(qū)慢化劑溫度系數(shù)是負的。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，引起238U共振峰收縮，減少了238U對中子的共振吸收，使六因子公式Keff =εPs p Pd fη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，燃料溫度下降，從而釋放出正反應(yīng)性。

　　3 延伸運行的實施

　　利用功率虧損原理，直接降低功率獲得正反應(yīng)性，從而延長運行壽期。203換料大修的開始日期是2007年5月10日，機組從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)堆延長運行2.4天。

　　實施過程：

　?、?月24日，一回路硼濃度51ppm，開始用9TEP007DE對一回路進行除硼。

　?、诳刂瓢舯M量保持在咬量上限，以釋放部分正反應(yīng)性。

　　③ 5月3日，一回路硼濃度19.8ppm.2號機組從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 延伸運行時需要調(diào)整的參數(shù)

　?、俪绦蚱骄鶞囟鹊恼{(diào)整：由汽機沖動級壓力GRE023/024MP/025MP之間的高選值計算出的一回路平均溫度整定值隨著降功率的進行而逐漸降低。見圖1。

　?、?D棒死區(qū)的調(diào)整：開始延伸運行后，為了獲得更多的正反應(yīng)性，D棒一般處于咬量上限。此時應(yīng)盡量避免D棒的任何移動，以避免產(chǎn)生難以控制的氙振蕩。因此，在延伸運行一開始就將D棒死區(qū)擴大到(-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)擴大到(-1.66℃，1.66℃)，防止控制棒下插引起氙振蕩。見圖2：

　?、跥CT-C參數(shù)的調(diào)整：GCT-C在溫度控制模式下，其閥門的開度信號決定于一二回路的溫差，即Targmax與Tref的溫差。當(dāng)延伸運行時Tref降低，必然會影響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

　?、苌婕癛GL系統(tǒng)報警定值的調(diào)整：由于延伸運行引起402MR中的Tref的降低，因此D棒的驅(qū)動信號定值也做了改變，報警RGL404AA的定值也從原先的±2℃調(diào)整為±3℃。

　?、軵ZR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)延伸運行一回路平均溫度降低時，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。假設(shè)滿功率停堆時，穩(wěn)壓器水位下降約33%，10%水位時會導(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%。

　?、轕12定值的調(diào)整：在延伸運行期間，發(fā)生停機不停堆等機組瞬態(tài)工況情況下，觸發(fā)P12的可能性增大，因此將P12保護定值從284℃下降到282℃。

　　⑦超溫△T和超功率△T保護定值調(diào)整： Tavg下降后，，超溫△T保護閾值基本沒變化，但實際△T降低了，因為更加安全了。但超功率△T保護閾值隨著Tavg的降低要及時進行調(diào)整。

　?、唷鱅ref的調(diào)整：延伸運行之前，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，負的慢化劑溫度效應(yīng)造成的。隨著延伸運行的進行，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。因此，需逐步調(diào)整△Iref。203大修前延伸運行時，將△Iref從-5.5%調(diào)整到-4.5%，繼而調(diào)整到-3%。

　　5 延伸運行時的風(fēng)險

　?、傺由爝\行期間，機組應(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要加強監(jiān)視，防止產(chǎn)生C21。

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

　　【參考文獻】

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