核電廠儀表和控制系統(tǒng)

1、2021-11-11第一章 核電廠儀表和控制系統(tǒng)（I&C）概述2021-11-12核電廠把核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓M(jìn)行發(fā)電。它包括核島和常規(guī)島及BOP（電站輔助設(shè)施）。蒸汽發(fā)生汽器把核島和常規(guī)島組合成一個(gè)整體，再加上一些必要的輔助系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)完整的核電廠?，F(xiàn)在國(guó)際上的核電廠主要有壓水堆核電廠、沸水堆核電廠、重水堆核電廠、氣冷堆核電廠、快中子堆核電廠等幾種主要類(lèi)型。2021-11-13 1.1 壓水堆核電廠基本結(jié)構(gòu)及流程壓水堆核電廠主要是由反應(yīng)堆、一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)和設(shè)備組成。2021-11-14反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)將堆芯核裂變放出的熱能帶出反應(yīng)堆并傳遞給二回路工質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽。通常

2、把反應(yīng)堆、反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)合稱(chēng)為核供汽系統(tǒng)?，F(xiàn)代商用壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一般有二至四條并聯(lián)在反應(yīng)堆壓力容器上的封閉環(huán)路。每一條環(huán)路由一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、一臺(tái)或兩臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵及相應(yīng)的管道組成，在其中一個(gè)環(huán)路的熱管段上，通過(guò)波動(dòng)管與一臺(tái)穩(wěn)壓器相連。一回路內(nèi)的高溫高壓含硼水，由反應(yīng)堆冷卻劑泵輸送，流經(jīng)反應(yīng)堆堆芯，吸收了堆芯核裂變放出的熱能，再進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳熱管壁，將熱量傳給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水，然后再由反應(yīng)堆冷卻劑泵唧送回反應(yīng)堆。如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成封閉回路。整個(gè)一回路系統(tǒng)設(shè)有一臺(tái)穩(wěn)壓器。一回路系統(tǒng)的壓力靠穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)，且保持穩(wěn)定。2021-11-15 核輔助系統(tǒng)主

3、要用來(lái)保證反應(yīng)堆和一回路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。壓水堆核電廠核輔助系統(tǒng)按其功能劃分，有保證核電廠正常啟動(dòng)、功率運(yùn)行和停堆后冷卻的一回路輔助系統(tǒng)，其中部分系統(tǒng)同時(shí)作為專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)的支持系統(tǒng)：有回收和處理放射性廢物，保護(hù)和監(jiān)測(cè)向環(huán)境排放廢物的廢物處理系統(tǒng)；還有核島通風(fēng)空調(diào)及冷卻水系統(tǒng)。用來(lái)確保人身安全、控制污染空氣、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生、滿(mǎn)足核電廠運(yùn)行的工藝要求。專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)為核電廠重大的事故提供必要的應(yīng)急冷卻措施，并防止放射性物質(zhì)的擴(kuò)散。2021-11-16二回路系統(tǒng)由汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵、給水加熱器、除氧器、給水泵、蒸汽發(fā)生器、汽水分離再熱器等設(shè)備組成。蒸汽發(fā)生器的給水在蒸汽發(fā)生器吸收熱量

4、變成蒸汽，然后驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。做功后的乏汽在凝汽器內(nèi)冷凝成水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵輸送，經(jīng)低壓加熱器加熱后進(jìn)入除氧器，除氧水由給水泵送入高壓加熱器加熱后重新返回蒸汽發(fā)生器，如此形成熱力循環(huán)。為了保證二回路系統(tǒng)的正常運(yùn)行，二回路系統(tǒng)也設(shè)有一系列輔助系統(tǒng)。2021-11-17循環(huán)水系統(tǒng)主要用來(lái)為凝汽器提供凝結(jié)汽輪機(jī)乏汽的冷卻水。循環(huán)水系統(tǒng)分為：開(kāi)式供水和閉式供水兩類(lèi)。開(kāi)式供水，是指以江河湖海為天然水源，冷卻水一次通過(guò)，不重復(fù)使用。若廠區(qū)地勢(shì)較水源水位高，而水源水位的漲落幅度又較大時(shí)，往往將循環(huán)水泵裝設(shè)在水泵房?jī)?nèi)。為避免由電廠排出的熱水重新進(jìn)入吸水口，排水口應(yīng)設(shè)在水流下游，且離吸水口有足夠距離。閉

5、式供水方式是把由凝汽器排出的水，經(jīng)過(guò)冷卻降溫之后，再用循環(huán)水泵送回凝汽器入口重復(fù)使用。對(duì)于天然水源的水量不充足，或水源的季節(jié)性水流量差距很大的情況，閉式供水往往是必要的。有時(shí)，電廠同時(shí)設(shè)置開(kāi)式供水和閉式供水兩套系統(tǒng)，互為補(bǔ)充。閉式供水的一種基本方式是采用冷卻水塔循環(huán)供水系統(tǒng)。2021-11-18發(fā)電機(jī)和輸配電系統(tǒng)的主要設(shè)備由發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、主變壓器、廠用變壓器、啟動(dòng)變壓器、高壓開(kāi)關(guān)站和柴油發(fā)電機(jī)組等組成。其主要作用是將核電廠發(fā)出的電能向電網(wǎng)輸送，同時(shí)保證核電廠內(nèi)部設(shè)備的可靠供電。發(fā)電機(jī)的出線電壓一般為22kV27kV，經(jīng)變壓器升至外網(wǎng)電壓。為保證核電廠安全運(yùn)行，核電廠至少與兩條不同的獨(dú)立電源相

6、連接，以避免因雷擊、地震、颶風(fēng)或洪水等自然災(zāi)害可能造成的全廠斷電。2021-11-192021-11-110 12 核電廠儀表和控制系統(tǒng)的主要功能核電廠的控制和儀表系統(tǒng)是為核電廠各部分各系統(tǒng)包括核島、常規(guī)島和BOP提供各類(lèi)控制、保護(hù)的手段及監(jiān)視信息，以保證核電廠能安全、可靠和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 整個(gè)核電廠約由幾百個(gè)系統(tǒng)組成，系統(tǒng)又由各類(lèi)設(shè)備組成，每個(gè)設(shè)備需完成一個(gè)或幾個(gè)功能。要求設(shè)備執(zhí)行何種功能決定于核電廠的運(yùn)行工況，例如啟動(dòng)工況、滿(mǎn)功率運(yùn)行工況、熱停堆工況等。反過(guò)來(lái)我們也可以這么說(shuō)，電廠運(yùn)行工況的實(shí)施有賴(lài)于相關(guān)系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)施的是何種功能。儀表系統(tǒng)就如人體感覺(jué)器官，它存在于核電廠所有系統(tǒng)的各個(gè)角落，

7、用來(lái)把系統(tǒng)或設(shè)備的物理參數(shù)(如溫度、壓力、流量、電壓、電流等模擬量)或狀態(tài)參數(shù)(開(kāi)、關(guān)等)告知運(yùn)行人員。儀表系統(tǒng)通常包括傳感器、放大器、指示器、記錄儀、限位開(kāi)關(guān)、指示燈、繼電設(shè)備、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)及其屏幕等。2021-11-111控制系統(tǒng)即是用來(lái)改變系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以執(zhí)行電廠所要求的功能的手段，它既可以改變系統(tǒng)和設(shè)備的狀態(tài)，也可以維持系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)在某一指定范圍之內(nèi)。它通常由控制按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、繼電設(shè)備、接觸器或斷路器、定值器、放大器、驅(qū)動(dòng)器、控制臺(tái)(屏)等設(shè)備組成?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)還應(yīng)做到減少誤操作的可能性，及減輕由于系統(tǒng)的故障所造成的后果。核電廠儀表和控制系統(tǒng)主要有三種功能：信息功能、

8、控制功能和保護(hù)功能。2021-11-1122021-11-113 121 信息功能核電廠的I&C系統(tǒng)監(jiān)測(cè)核電廠的有關(guān)參數(shù)，并實(shí)時(shí)地提供給操縱員，以便操縱員全面了解核電廠的運(yùn)行狀態(tài)，以利于最佳控制核電廠的運(yùn)行，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存貯，支持核電廠的最佳運(yùn)行。信息功能主要包括： 1)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的中子通量水平及其變化率： 2)監(jiān)測(cè)堆內(nèi)中子通量分布及溫度場(chǎng)分布； 3)監(jiān)測(cè)核電廠的區(qū)域輻射劑量和工藝過(guò)程輻射劑量； 4)監(jiān)測(cè)核電廠的工藝過(guò)程參數(shù)(核島和常規(guī)島的各工藝回路的溫度、壓力、流量、液位)； 5)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)、位置、運(yùn)動(dòng)速度(例如控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、主泵、汽機(jī)等的狀態(tài)、位置、轉(zhuǎn)速等)； 6)監(jiān)

9、測(cè)燃料元件包殼的破損； 7)監(jiān)測(cè)冷卻劑的純度；2021-11-1148)監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆及設(shè)備的事故狀態(tài)(如冷卻劑的泄漏)；9)設(shè)備潛在故障的診斷及報(bào)警：10)供電的監(jiān)測(cè)與報(bào)警：11)火災(zāi)的監(jiān)測(cè)與報(bào)警12)異常、故障或事故的聲光報(bào)警：13)系統(tǒng)間的信息傳輸；14)計(jì)算機(jī)的信息處理及存貯：15)環(huán)境監(jiān)測(cè)。2021-11-115 122 控制功能核電廠的I&C系統(tǒng)控制核電廠在規(guī)定的工況下運(yùn)行，它主要包括： 1)現(xiàn)場(chǎng)控制 2)遠(yuǎn)距離控制(遙控把操縱員的指令傳遞到被控設(shè)備，控制該設(shè)備響應(yīng)操縱員的指令) 3)自動(dòng)控制(使被控的輸出量自動(dòng)穩(wěn)定在一個(gè)整定值范圍內(nèi)，或者受控設(shè)備紐按規(guī)定條件或時(shí)序動(dòng)作)。 2

10、021-11-116為了完成控制功能，核電廠設(shè)置了很多必要的控制系統(tǒng)，主要的控制系統(tǒng)有： 反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)： 一次冷卻劑過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)； 二次冷卻劑過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)： 汽輪機(jī)控制及保護(hù)系統(tǒng)； 發(fā)電機(jī)控制及保護(hù)系統(tǒng)； 換料控制系統(tǒng)： 核電廠信息處理系統(tǒng)等。2021-11-117核電廠控制可分為兩個(gè)部分：反應(yīng)堆功率控制和過(guò)程控制。反應(yīng)堆控制是通過(guò)控制冷卻劑中硼的濃度和控制棒的抽出或插入堆芯從而控制反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)、停堆和緊急安全停堆。過(guò)程控制主要是指對(duì)熱傳輸?shù)膲毫?、裝量等控制以及二次冷卻劑和汽輪機(jī)及旁排等的控制。電力輸出的頻率和電壓是通過(guò)汽輪機(jī)負(fù)荷控制器控制汽輪機(jī)的蒸汽流量實(shí)

11、現(xiàn)的。2021-11-1182021-11-119123 保護(hù)功能I&C系統(tǒng)的保護(hù)功能主要用于保護(hù)核電廠、環(huán)境及人員的安全。并且當(dāng)核電廠出現(xiàn)事故時(shí)，保護(hù)核電廠的主要設(shè)備、人員的安全，控制放射性對(duì)環(huán)境的影響。它主要包括： 1)當(dāng)核電廠出現(xiàn)異常瞬態(tài)事件時(shí)，依靠保護(hù)系統(tǒng)立即觸發(fā)安全停堆，停止反應(yīng)堆的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并迅速把反應(yīng)堆引入深的次臨界狀態(tài)，防止瞬態(tài)事件的進(jìn)一步發(fā)展； 2)當(dāng)核電廠出現(xiàn)事故時(shí)，除立即觸發(fā)停堆外，還觸發(fā)有關(guān)的專(zhuān)用安全設(shè)施動(dòng)作，來(lái)中止或緩解事故的后果； 3)設(shè)置安全連鎖，防止因操縱員誤操作而造成事故工況； 4)對(duì)執(zhí)行安全功能的設(shè)備進(jìn)行故障診斷，保證它們的安全功能不受影響。2021

12、-11-1201.3 壓水堆反應(yīng)性控制在反應(yīng)堆運(yùn)行過(guò)程中，由于核燃料的不斷消耗和裂變產(chǎn)物的不斷積累，反應(yīng)堆內(nèi)的反應(yīng)性就會(huì)不斷減少；反應(yīng)堆功率變化也會(huì)引起反應(yīng)性變化。為使反應(yīng)堆在運(yùn)行過(guò)程中能補(bǔ)償上述效應(yīng)引起的反應(yīng)性損失，反應(yīng)堆的初始燃料裝載量必須比維持臨界所需的量多得多，使堆芯壽命初期具有足夠的剩余反應(yīng)性。為補(bǔ)償反應(yīng)堆的剩余反應(yīng)性，在堆芯內(nèi)必須引入適量的可隨意調(diào)節(jié)的負(fù)反應(yīng)性。此種受控的反應(yīng)性既可用于補(bǔ)償堆芯長(zhǎng)期運(yùn)行所需的剩余反應(yīng)性，也可用于調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的功率水平，還可作為停堆手段。2021-11-121131 壓水堆反應(yīng)性效應(yīng)在壓水堆引起反應(yīng)性變化的主要是燃料、慢化劑和毒物。 1)燃料溫度系數(shù) 溫

13、度效應(yīng)是反應(yīng)堆溫度變化而引起反應(yīng)性變化的效應(yīng)，用溫度系數(shù)度量。燃料反應(yīng)性溫度效應(yīng)主要是由U238的共振吸收隨溫度變化引起的。燃料溫度的上升導(dǎo)致燃料有效吸收截面增大，中子吸收增大，所以， U238的燃料溫度系數(shù)總是負(fù)的。并且響應(yīng)時(shí)間僅零點(diǎn)幾秒。2)慢化劑溫度系數(shù) 慢化劑水的溫度升高時(shí)，水膨脹，密度減小，慢化能力減弱，使反應(yīng)性變小，故溫度系數(shù)是負(fù)的。由于壓水堆是載硼運(yùn)行，溫度升高時(shí)，硼毒作用將隨硼密度減小而下降，使反應(yīng)性增大，故硼酸的反應(yīng)性溫度系數(shù)是正的，如果硼酸濃度足夠大，慢化劑溫度系數(shù)將變?yōu)檎?。而壓水堆在功率運(yùn)行時(shí)，要求慢化劑溫度系數(shù)是負(fù)的，該溫度效應(yīng)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(約幾秒)。因此，在反應(yīng)堆溫

14、度效應(yīng)反饋中起決定作用。2021-11-122 3)慢化劑壓力系數(shù) 在壽期開(kāi)始時(shí)，慢化劑壓力系數(shù)在慢化劑溫度部分范圍內(nèi)是負(fù)的，約-6X10-7pcmPa，但在功率運(yùn)行下常是正的，約+4.5X10-5pcmPa。由于壓水堆允許壓力波動(dòng)范圍小，且壓力變化3.32X10-5Pa所引起的反應(yīng)性變化僅相當(dāng)于慢化劑溫度變化0.5所引起的變化，故可忽略其影響。4)慢化劑汽泡系數(shù) 慢化劑汽泡系數(shù)反響了慢化劑汽泡量變化引起的反應(yīng)性變化。該系數(shù)在局部沸騰時(shí)，從低功率時(shí)的50pcm%到功率運(yùn)行時(shí)的250pcm%，并且隨燃耗變得更負(fù)。由于壓水堆不允許沸騰，因此，這個(gè)系數(shù)實(shí)際上不起作用。2021-11-123 5)中毒

15、效應(yīng) 在核裂變過(guò)程中，生成了能吸收大量熱中子的裂變碎片氙和釤等。氙和釤吸收大量熱中子而引起反應(yīng)性的變化，稱(chēng)為中毒效應(yīng)。中毒過(guò)程較復(fù)雜，在一定頻率范圍內(nèi)又可能引起氙振蕩。由于振蕩頻率低，約為0.22周天，可手動(dòng)控制消除。中毒的影響需要在功率變化幾小時(shí)后才能明顯表現(xiàn)出來(lái)，對(duì)功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性影響不大。2021-11-124132 壓水堆固有的自穩(wěn)自調(diào)特性影響反應(yīng)堆動(dòng)態(tài)特性的主要因素是燃料溫度系數(shù)和慢化劑溫度系數(shù)。壓水堆溫度系數(shù)總是設(shè)計(jì)成負(fù)的。這個(gè)內(nèi)部負(fù)反饋?zhàn)饔檬狗磻?yīng)堆具有自穩(wěn)自調(diào)特性。所謂自穩(wěn)性是指反應(yīng)堆出現(xiàn)內(nèi)、外擾動(dòng)時(shí)，反應(yīng)堆能維持原功率水平的特性。 例如，當(dāng)反應(yīng)堆引入一個(gè)正的反應(yīng)性擾動(dòng)pex時(shí)

16、，反應(yīng)堆中子通量將突然增加n ，燃料溫度增加Tf ，慢化劑平均溫度跟著增加Tavg ，由于溫度效應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)反應(yīng)性，抵消了正反應(yīng)性擾動(dòng)的作用，最后，中子通量基本上能恢復(fù)到初始值。2021-11-125所謂自調(diào)性是指負(fù)荷變化時(shí)，反應(yīng)堆自身能迅速達(dá)到熱平衡。汽輪機(jī)負(fù)荷功率P2一汽機(jī)轉(zhuǎn)速N一汽機(jī)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度K一蒸汽流量Fs一蒸汽壓力Ps和蒸汽溫度Ts均都Tavg一反應(yīng)性一中子通量n一燃料溫度Ts 一Tavg 一反應(yīng)性一反應(yīng)堆功率與負(fù)荷要求一致。從而反應(yīng)堆功率穩(wěn)定在一個(gè)與負(fù)荷功率P2相一致的新的功率水平。2021-11-126133 反應(yīng)性控制的功能要求及措施通常把反應(yīng)堆活性區(qū)中某一代中子數(shù)與前一代中子

17、數(shù)之比稱(chēng)為反應(yīng)堆的有效增殖系數(shù)，用Keff=1表示。顯然，當(dāng)Keff=1時(shí)，反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)，功率水平不變；當(dāng)Keff1時(shí)，為超臨界狀態(tài)，功率水平增大：當(dāng)Keff1時(shí)，為次臨界狀態(tài)，功率水平減小。在討論反應(yīng)堆控制問(wèn)題時(shí)，常用反應(yīng)性p這個(gè)術(shù)語(yǔ)。反應(yīng)堆偏離臨界程度的參數(shù)。從這個(gè)意義上說(shuō)反應(yīng)堆控制是通過(guò)調(diào)節(jié)其有效增殖系數(shù)，即調(diào)節(jié)反應(yīng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)反應(yīng)性為正時(shí)，反應(yīng)堆功率增大：反應(yīng)性為負(fù)時(shí)，堆功率減小；反應(yīng)性為零時(shí)，堆功率不變。2021-11-127 1)反應(yīng)性控制的目的反應(yīng)性控制，就是采取各種有效的控制方式，在確保安全的前提下，控制反應(yīng)堆的剩余反應(yīng)性。所謂剩余反應(yīng)性，就是當(dāng)反應(yīng)堆堆芯中沒(méi)有控制毒物

18、時(shí)的反應(yīng)性。用控制毒物補(bǔ)償剩余反應(yīng)性，這樣，就可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)堆堆芯中毒物的多少達(dá)到控制剩余反應(yīng)性的目的，以滿(mǎn)足反應(yīng)堆長(zhǎng)期運(yùn)行的需要。另外，通過(guò)控制組件適當(dāng)?shù)目臻g布置和最佳的提棒程序，使反應(yīng)堆在整個(gè)堆芯壽期內(nèi)，保持平坦的功率分布，使功率峰因子盡可能的小。在外界負(fù)荷變化時(shí)，可通過(guò)控制棒調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率，以適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。在反應(yīng)堆出現(xiàn)事故時(shí)，能通過(guò)保護(hù)系統(tǒng)迅速落棒停堆，并保持一定的停堆濃度。2021-11-1282)反應(yīng)性控制方法對(duì)動(dòng)力堆，通常新堆芯的剩余反應(yīng)性很大。如果只用控制棒組件來(lái)補(bǔ)償剩余反應(yīng)性，就需要很多控制棒，這在工程上很難實(shí)現(xiàn)，也不經(jīng)濟(jì)。所以，常用控制棒組件、加裝可燃毒物棒和在冷卻劑中

19、加入硼酸等聯(lián)合的控制方法。 a)控制棒控制棒是由中子吸收材料(80Ag，15%In，5Cd)制成的棒狀控制元件。用于控制反應(yīng)堆快速的反應(yīng)性變化。 b)慢化劑中可溶性毒物控制慢化劑中可溶性毒物控制也稱(chēng)化學(xué)與容積控制。其方法是在慢化劑中加入一定濃度的可溶性中子吸收劑10B。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液中硼酸濃度或溶液總體積來(lái)補(bǔ)償反應(yīng)性。硼酸濃度控制有自動(dòng)補(bǔ)償、稀釋、快速稀釋和加濃等方式?？刂品绞礁鶕?jù)如下原則選擇： 伴隨著反應(yīng)堆的啟動(dòng)運(yùn)行，由于從冷態(tài)到熱態(tài)運(yùn)行中的溫度變化以及燃耗、中毒等引起的比較緩慢的反應(yīng)性下降，采用稀釋的方法調(diào)節(jié)； 停堆、換料及補(bǔ)償氙的衰變引起的反應(yīng)性增加，需要加濃調(diào)節(jié)。2021-11-129c

20、)可燃毒物棒控制慢化劑中硼的濃度是有限制的。因此壓水堆用在堆內(nèi)裝入中子吸收截面較大的物質(zhì)，把它作為固定不動(dòng)的控制棒裝入堆芯，用以補(bǔ)償堆芯壽命初期的剩余反應(yīng)性。這種物質(zhì)稱(chēng)為可燃性毒物，一般為含硼玻璃棒。在首次燃料循環(huán)開(kāi)始時(shí)，它具有降低對(duì)慢化劑中硼酸濃度的要求的作用。在第一壽期終了換料時(shí)，可燃毒物棒就去掉?？扇级疚锇粼诙研緝?nèi)是盡可能均勻地布置在沒(méi)有控制棒的導(dǎo)向管內(nèi)。壓水堆還進(jìn)行燃料濃縮度控制。即238U燃料具有三種不同的濃縮度。例如：反應(yīng)堆外圍區(qū)燃料的濃縮度最大為3.1，中心區(qū)組件成棋盤(pán)形，濃縮度有2.1和2.6兩種。這樣安排能調(diào)節(jié)并展平徑向中子通量密度。2021-11-13014 壓水堆核電廠負(fù)

21、荷運(yùn)行方式核電廠負(fù)荷運(yùn)行方式主要有兩種：基本負(fù)荷(模式A)運(yùn)行方式和負(fù)荷跟蹤(模式G)運(yùn)行方式。141 基本負(fù)荷(模式A)運(yùn)行方式 為減少給燃料壽命帶來(lái)不利影響的因素，希望盡可能抑制反應(yīng)堆功率的波動(dòng)，這意味著核電廠最好按帶基本負(fù)荷運(yùn)行，而不隨系統(tǒng)周波變動(dòng)，汽輪機(jī)的功率跟隨反應(yīng)堆的功率運(yùn)行，即“機(jī)跟堆”運(yùn)行方式。這種基本負(fù)荷運(yùn)行方式由于從電力系統(tǒng)向反應(yīng)堆沒(méi)有反饋回路，控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單。“機(jī)跟堆”模式是在低功率或事故工況下的一般控制模式。反應(yīng)堆功率被控制到由操縱員設(shè)定的功率點(diǎn)，電廠負(fù)荷被調(diào)節(jié)以保持汽包壓力不變。2021-11-1312021-11-132142 負(fù)荷跟蹤(模式G)運(yùn)行方式根據(jù)設(shè)計(jì)的需

22、要，負(fù)荷是變動(dòng)的。要求反應(yīng)堆適應(yīng)負(fù)荷變化的要求。這是一種“堆跟機(jī)”的運(yùn)行方式。這種自動(dòng)跟蹤負(fù)荷的控制方式，具有從電力系統(tǒng)向反應(yīng)堆自動(dòng)反饋回路，控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。2021-11-1332021-11-134在機(jī)組采取比較緩慢的負(fù)荷跟蹤運(yùn)行時(shí)，可以采用模式A。這種情況下調(diào)硼操作所排出的慢化劑數(shù)量比采用模式G要少得多。而在快速的負(fù)荷跟蹤運(yùn)行時(shí)，情況正好相反。在燃料循環(huán)末期，用模式A不可能進(jìn)行快速的負(fù)荷跟蹤運(yùn)行。 模式A適合于帶基本負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，功率調(diào)節(jié)性能較差，但在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備受到的熱應(yīng)力較小，這將無(wú)疑地有利于安全和機(jī)組的壽命。采用模式G功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作方式，可以使機(jī)組具有靈活的功率調(diào)節(jié)性能。在

23、任何情況下機(jī)組可以參與負(fù)荷跟蹤和電網(wǎng)調(diào)頻運(yùn)行。模式A和模式G兩種運(yùn)行模式在給定功率范圍內(nèi)具有不同的功率變化速率。運(yùn)行中，兩種運(yùn)行模式可以根據(jù)工況要求相互轉(zhuǎn)換。2021-11-1352021-11-13615 壓水堆核電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方案所謂核電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方案是指反應(yīng)堆及動(dòng)力裝置在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，以負(fù)荷功率或反應(yīng)堆功率為核心，各運(yùn)行參數(shù)，如，溫度、壓力和流量等應(yīng)遵循的一種相互關(guān)系的特性。核電廠的輸出功率PH與蒸汽發(fā)生器一次側(cè)和二次側(cè)的溫度差有如下聯(lián)系：式中，(UA)S蒸汽發(fā)生器一次側(cè)到二次側(cè)的等效傳熱系數(shù)W；Tavg、Tc和Th分別為一回路冷卻劑平均溫度、堆進(jìn)口溫度和堆出口溫度，；Ts蒸汽發(fā)生器二次

24、側(cè)蒸汽溫度，。 2021-11-137反應(yīng)堆輸出功率Pn可表示為式中，F(xiàn)一回路冷卻劑流量，Kgs：Cp冷卻劑水的比熱，JKg。核電廠運(yùn)行的目標(biāo)是使Pn=Ph。為進(jìn)行這種調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇能反映堆功率與負(fù)荷二者之差的量作為主調(diào)節(jié)量。核電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制方案一般有三種：Tavg恒定運(yùn)行模式，蒸汽發(fā)生器蒸汽壓力Ps恒定運(yùn)行模式和Tavg隨功率變化運(yùn)行模式。2021-11-138151 一次冷卻劑平均溫度恒定的運(yùn)行方式Tavg恒定運(yùn)行模式是指壓水堆核電廠一次冷卻劑平均溫度Tavg 在整個(gè)功率范圍內(nèi)保持恒定不變的運(yùn)行方式。用P1表示一回路的輸出功率，P2表示二回路的輸出功率。當(dāng)一次冷卻劑流量保持不變時(shí)，則有：式中K是與蒸發(fā)器熱交換系數(shù)和熱交換面積有關(guān)的常數(shù)， Tavg是一回路冷卻劑平均溫度，Ts是蒸汽發(fā)生器出口的蒸汽溫度。2021-11-139圖表示出Tavg恒定的運(yùn)行模式。這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)反應(yīng)堆的自調(diào)特性，穩(wěn)定性好。另外，由于Tavg恒定，冷卻劑容積變化小，穩(wěn)壓器的尺寸相對(duì)可以小。2021-11-140152 蒸汽壓力恒定的運(yùn)行方式蒸汽壓力恒定是指在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，蒸汽發(fā)生器的蒸汽壓力Ps，保持不變。2021-11-141153 一次冷卻劑平均溫度隨功率線性變化的運(yùn)行方式 平均溫度隨功率成線性變化的程序運(yùn)行方式是一種熱和機(jī)械制約之間的折衷方式?，F(xiàn)