核電廠儀表和控制系統(tǒng)

1、2022-6-291第一章 核電廠儀表和控制系統(tǒng)（I&C）概述2022-6-292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型。2022-6-293 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。2022-6-294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)路由一臺蒸汽發(fā)生器、一臺或兩臺反應(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，通過波動(dòng)管與一臺穩(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。2022-6-295 核輔助系統(tǒng)主

3、要用來保證反應(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)。用來確保人身安全、控制污染空氣、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生、滿足核電廠運(yùn)行的工藝要求。專設(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。2022-6-296二回路系統(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)。2022-6-297循環(huán)水系統(tǒng)主要用來為凝汽器提供凝結(jié)汽輪機(jī)乏汽的冷卻水。循環(huán)水系統(tǒng)分為：開式供水和閉式供水兩類。開式供水，是指以江河湖海為天然水源，冷卻水一次通過，不重復(fù)使用。若廠區(qū)地勢較水源水位高，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)在水泵房內(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)。2022-6-298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。2022-6-2992022-6-2910 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、滿功率運(yùn)行工況、熱停堆工況等。反過來我們也可以這么說，電廠運(yùn)行工況的實(shí)施有賴于相關(guān)系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)施的是何種功能。儀表系統(tǒng)就如人體感覺器官，它存在于核電廠所有系統(tǒng)的各個(gè)角落，

7、用來把系統(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、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、限位開關(guān)、指示燈、繼電設(shè)備、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)及其屏幕等。2022-6-2911控制系統(tǒng)即是用來改變系統(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(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。2022-6-29122022-6-2913 121 信息功能核電廠的I&C系統(tǒng)監(jiān)測核電廠的有關(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)測反應(yīng)堆的中子通量水平及其變化率： 2)監(jiān)測堆內(nèi)中子通量分布及溫度場分布； 3)監(jiān)測核電廠的區(qū)域輻射劑量和工藝過程輻射劑量； 4)監(jiān)測核電廠的工藝過程參數(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、測燃料元件包殼的破損； 7)監(jiān)測冷卻劑的純度；2022-6-29148)監(jiān)測反應(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)測與報(bào)警：11)火災(zāi)的監(jiān)測與報(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。2022-6-2915 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、022-6-2916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)： 一次冷卻劑過程參數(shù)監(jiān)測及控制系統(tǒng)； 二次冷卻劑過程參數(shù)監(jiān)測及控制系統(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。2022-6-2917核電廠控制可分為兩個(gè)部分：反應(yīng)堆功率控制和過程控制。反應(yīng)堆控制是通過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。過程控制主要是指對熱傳輸?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。2022-6-29182022-6-2919123 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)的專用安全設(shè)施動(dòng)作，來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。2022

12、-6-29201.3 壓水堆反應(yīng)性控制在反應(yīng)堆運(yùn)行過程中，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。2022-6-2921131 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摹６鴫核言诠β蔬\(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(約幾秒)。因此，在反應(yīng)堆溫

14、度效應(yīng)反饋中起決定作用。2022-6-2922 3)慢化劑壓力系數(shù) 在壽期開始時(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。2022-6-2923 5)中毒

15、效應(yīng) 在核裂變過程中，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，稱為中毒效應(yīng)。中毒過程較復(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，對功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性影響不大。2022-6-2924132 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。2022-6-2925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。2022-6-2926133 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)堆控制問題時(shí)，常用反應(yīng)性p這個(gè)術(shù)語。反應(yīng)堆偏離臨界程度的參數(shù)。從這個(gè)意義上說反應(yīng)堆控制是通過調(diào)節(jié)其有效增殖系數(shù)，即調(diào)節(jié)反應(yīng)性來實(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??；反應(yīng)性為零時(shí)，堆功率不變。2022-6-2927 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，以滿足反應(yīng)堆長期運(yùn)行的需要。另外，通過控制組件適當(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)，能通過保護(hù)系統(tǒng)迅速落棒停堆，并保持一定的停堆濃度。2022-6-29282)反應(yīng)性控制方法對動(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。通過調(diào)節(jié)溶液中硼酸濃度或溶液總體積來補(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)。2022-6-2929c

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)稱為可燃性毒物，一般為含硼玻璃棒。在首次燃料循環(huán)開始時(shí)，它具有降低對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。可燃毒物棒在堆芯內(nèi)是盡可能均勻地布置在沒有控制棒的導(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。2022-6-293014 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)堆沒有反饋回路，控制系統(tǒng)較簡單?！皺C(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。2022-6-29312022-6-2932142 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。2022-6-29332022-6-2934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)行過程中設(shè)備受到的熱應(yīng)力較小，這將無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。2022-6-29352022-6-293615 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，。 2022-6-2937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。2022-6-2938151 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。2022-6-2939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)壓器的尺寸相對可以小。2022-6-2940152 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)行過程中，蒸汽發(fā)生器的蒸汽壓力Ps，保持不變。2022-6-2941153 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)