核电机组临界到并网期间工况介绍

1、核电机组临界到并网期间工况介绍2022年2月27日星期日101.反应堆原理及调试期间重要试验介绍02.机组大修结束后相关工作03.机组并网要求04.机组未按计划解列情况介绍201反应堆原理及调试期间重要试验介绍34核能发电原理5核能产生与裂变反应67u 反应性介绍反应性介绍212/ )(NNN KKKNNNN/ ) 1(/11)/()/(21221 K增殖因数增殖因数是指在反应堆中，新生一代的中子数与产生它的直属上一代中子数之比，或中子的产生率与中子的消失率之比。通常用符号k表示。反应性实际上人们常用反应性的概念来确定反应堆状态。反应性是一代与另一代产生裂变中子数的相对变化，即：可用增殖因数来

2、计算 ，即：事实上，在一个链式反应正在进行的反应堆中，总是1，所以反应性与临界8反应性与临界 我们用表示缓发中子的裂变份额（对于对于U235裂变，约为裂变，约为0.0065，非常，非常小小），则（1-）表示瞬发中子的裂变份额。于是增值系数Keff（下一代中子数与上一代中子数的比值）就由下列两部分组成：Keff= （1-） Keff+ Keff 如果（1-） Keff1，中子总数的增加主要由缓发中子决定。这种情况下功率变化相对缓慢，是可以控制的。 如果（1-） Keff=1，则称为反应堆瞬发中子临界。此时，瞬发中子增值形成的中子份额刚好保持常量，缓发中子主导着中子总数的演变，是难以控制的。 如果

3、（1-） Keff1，中子总数的增加主要由瞬发中子决定，链式裂变反应是发散的。在这种情况下中子密度将急剧增加，使人们根据缓发中子的寿期设置的反应堆控制方法变得无法控制。 鉴于机组达临界存在较大风险，核电厂对此有严格程序要求，通过稀释、提鉴于机组达临界存在较大风险，核电厂对此有严格程序要求，通过稀释、提棒的方式缓慢逼近临界，严格控制反应性引入，严格限制出现超临界情况。棒的方式缓慢逼近临界，严格控制反应性引入，严格限制出现超临界情况。91011u 反应性控制的任务反应性控制的任务 反应堆控制设计的主要任务是：采取各种切实有效的控制方式，在确保安全前提下控制剩余反应性，满足反应堆长期运行的需要；通过

4、控制毒物适当的空间布置和最佳的提棒程序，使反应堆在整个寿期内保持较平坦的功率分布，尽量降低功率峰因子；反应堆事故时，能迅速安全停堆，并保持足够的停堆深度。u 反应性控制的方式反应性控制的方式 凡是能够有效地影响反应性的任何装置、机构和过程都可以用作反应性的控制。归纳起来就是改变堆内中子吸收。在堆芯中加入或提出控制毒物以改变堆芯中子的吸收，目前广泛采用的控制毒物有：可移动式控制棒；可移动式控制棒；固体可燃毒物控制，主要用于补偿部分初始过剩反应性；（目前电厂使（目前电厂使用含钆毒物一体化燃料组件）用含钆毒物一体化燃料组件）化学补偿控制，主要是在冷却剂中加入可溶性硼酸溶液来补偿过剩的反化学补偿控制，

5、主要是在冷却剂中加入可溶性硼酸溶液来补偿过剩的反应性应性。12u 反应性控制的特点反应性控制的特点调节控制棒在堆芯的插入深度：优点：调节速度快，响应迅速；缺点：控制棒的插入，会引起堆芯中子通量畸变，使燃料利用率降低；易在堆芯局部产生功率峰点，造成局部温度高，增加燃料棒破损几率。调节冷却剂中的硼酸浓度：优点：调节均匀，不产生畸变；缺点：调节作用慢，不能响应快速功率变化，用于补偿因燃耗、氙毒和慢化剂温度改变等引起的比较缓慢的反应性变化；通常通过调整硼浓度调节功率的变化速率控制在5%FP左右。因此，一般情况下，核反应堆都是进行基负荷运行，随着燃耗的加深，因此，一般情况下，核反应堆都是进行基负荷运行，

6、随着燃耗的加深，通过降低硼通过降低硼酸酸浓度来补偿反应性；如出现快速功率变化，使用控制棒控浓度来补偿反应性；如出现快速功率变化，使用控制棒控制。制。13u 核安全对运行控制的限制核安全对运行控制的限制保证核安全是核电厂进行一切生产运行活动的前提，为此制定了保证核安全是核电厂进行一切生产运行活动的前提，为此制定了经国家核安全局批准的技术规范，它规定了核电机组正常运行期间必经国家核安全局批准的技术规范，它规定了核电机组正常运行期间必须采用的技术规则。严格遵守技术规范能保证在发生故障或事故时那须采用的技术规则。严格遵守技术规范能保证在发生故障或事故时那些安全重要系统的正确运行，将事故后果限制在可以接

7、受的范围内。些安全重要系统的正确运行，将事故后果限制在可以接受的范围内。在负荷变化时，为了限制包壳与燃料元件之间相互作用，必须考在负荷变化时，为了限制包壳与燃料元件之间相互作用，必须考虑辐照效应和热应力对燃料芯块的影响，这在运行中通过限制堆功率虑辐照效应和热应力对燃料芯块的影响，这在运行中通过限制堆功率的变化速率。的变化速率。主要限制如下：主要限制如下：堆芯轴向堆芯轴向“功率畸变功率畸变”的限制的限制运行梯形图运行梯形图PCIPCI限制限制14u 反应堆的运行限制反应堆的运行限制堆芯轴向堆芯轴向“功率畸变功率畸变”的的后果和控制后果和控制15u 反应堆的运行限制反应堆的运行限制技术规范限制技术

8、规范限制运行梯形运行梯形图图运行技术规范对控制棒的规定运行技术规范对控制棒的规定 任何24小时内，功率控制棒插入的时间限制为12小时（在可以快速返回高功率水平时可以延长至24小时）。在大于12小时的低功率水平运行之后，要求持续7天的上限功率水平运行。1617u 反应堆的运行限制反应堆的运行限制 PCI PCI对反应堆运行的影响对反应堆运行的影响18调试期间重要试验介绍从开始装料到首次并网操作，预计工期50.5天。若机组不需要并网前试验（如跳机跳堆试验后），则从机组临界到机组并网，约一天。(稳定堆芯，调整硼浓度临界VVP暖管升功率至15%Pn汽机冲转机组并网）19调试期间重要试验介绍从首次并网到

9、完成50%Pn负荷线性变化试验，预计工期17天。20调试期间重要试验介绍从50%Pn瞬态试验到100%Pn 凝结水抽取泵联启试验，预计工期14天。21调试期间重要试验介绍从甩负荷至空载试验至168h考核试验结束，预计工期15.5天。从装料至168h，总的调试启动工期预计为97天。2202机组大修结束后相关工作23机组大修结束后相关工作从机组大修后临界至升至满功率正常运行升功率操作从临界至满功率运行，工期约为12天24序号序号项目项目重要试验重要试验工期工期总工期总工期1临界前准备工作反应堆硼和水补给系统至正常运行方式2hD2零功率物理试验华东核与辐射安全监督站签字同意机组达临界状态2DD+2进

10、行临界操作，控制棒提棒操作进行相关参数的测量：硼浓度、反应堆温度、慢化剂温度、调整堆芯状态等主蒸汽系统开始暖管、查漏工作3机组并网操作主蒸汽回路试验试验做完后核功率升至8%Pn1.5DD+3.5汽机冲转至1500转需要进行汽机保护系统紧急停机按钮试验（两次）发电机氢气供应系统检查进行发变组主保护改造后相关试验进行发电机励磁系统、电压调节系统空载试验汽机超速试验AVR动态功能试验发电机出口断路器同期并网试验机组并网25序号序号项目项目重要试验重要试验工期工期总工期总工期4升功率操作核功率升至30%Pn升功率速度不超过3%FP/小时1.5DD+12稳定于30%Pn功率平台（24小时）进行功率量程定

11、值、相关参数修改、调整核功率升至48%Pn升功率速度不超过3%FP/小时1.5D稳定于48%Pn功率平台最终调整核仪表系统中间量程保护定值核功率升至75%Pn升功率速度不超过3%FP/小时1.5D稳定于75%Pn功率平台（24小时）堆芯通量图及LSS参数调整功率量程定值及相关参数调整核功率升至100%Pn升功率速度不超过3%FP/小时4D稳定于100%Pn功率平台（48小时）堆芯通量图及LSS参数调整功率量程定值及相关参数调整高低压阀带负荷试验（功率波动约30MW）确定功率棒棒位与汽机负荷对应关系曲线试验（机组出力范围：1089-550-1089MW）甩负荷至厂用电试验（两次，出力：1089-

12、65-1089MW）26#1机组首次大修后相关试验时间点序号序号项目项目计划开始时间计划开始时间计划结束时间计划结束时间机组出力范围机组出力范围1开始临界2014-04-16 04:002014-04-16 14:3002零功率物理试验2014-04-16 17:302014-04-18 01:0003核功率升至8%Pn2014-04-18 11:002014-04-18 12:0004汽机冲转及并网前相关试验2014-04-18 15:002014-04-19 19:3005机组并网2014-04-19 20:302014-04-19 21:000-65MW6机组升功率至30%Pn2014-

13、04-19 21:002014-04-20 04:0065-325MW7机组升功率至48%Pn2014-04-21 10:002014-04-21 19:00325-5258机组升功率至75%Pn2014-04-21 23:002014-04-22 11:00525-820MW9机组升功率至100%Pn及相关试验2014-04-23 17:002014-04-27 13:30820-1089-550-1089-65-1089-65-10892703机组并网要求28机组并网要求长时间不并网对汽轮机影响长时间不并网对汽轮机影响 汽轮发电机都由汽轮机作为动力，发电机空载运行时，汽轮机的蒸汽流量太小，

14、不足以带走汽轮机叶片旋转鼓风产生的热量，如长时间空载运行将使汽轮机的末级叶片过热损伤，比如退火，强度下降，变形等，甚至可能造成动静摩擦损坏。由于核电机组单机容量较大，汽轮机的末级叶片规模也较大，参考设计资料，空转时间需要控制在5小时左右。若不能及时并网，需要将汽轮机进行停机，待允许并网时，重新进行冲转操作。长时间低功率运行对堆芯的影响长时间低功率运行对堆芯的影响 机组具备并网条件时，处于反应堆功率运行模式，反应堆功率在7.5%-15%Pn之间，期间反应堆仍产生大量热量。若机组此时无法及时并网，反应堆产生的热量无法正常导出，为了避免反应堆热量无法损失，需要视机组情况将机组从反应堆功率运行模式退至

15、蒸发器冷却正常冷停堆模式或其他停堆模式（此时反应堆功率几乎为0，反应堆处于临界状态）。允许并网后，机组重新进行升功率操作。2904机组未按计划解列情况介绍30机组非计划解列情况事件概况事件概况2月25日，宁德核电2号机组在815MW稳定运行，大修完成1号机组发电机变压器组保护（GPA）改造及主变停电检修，主变恢复送电，19时38分，合500kV开关站5031开关对1号主变进行充电。19时38分14秒，5031开关充电保护动作，5031开关三相跳闸，1号机主变充电操作未成功。同时2号发电机励磁保护励磁过流二段动作触发GPA励磁系统故障动作，导致发电机出口断路器和灭磁开关跳闸，此时汽机转速上升至，1568r/min，GPA过频保护动作，导致2号主变高压侧500kV开关站5042/5043开关跳闸。原因分析原因分析1号主变在充电过程中产生励磁涌流过大，持续时间较长。B相有效电流持续大于1640A超过5031开关充电保护动作定值（1520A 0.5 秒），5031开关充电保护正确动作。2号机组因励磁涌流