EPR机组整体正常运行简介.doc

EPR机组整体正常运行简介一、稳态功率运行1.典型反应堆P-T在机组正常运行时，为了防止堆芯沸腾和保护一回路主要部件，需要将一回冷却剂的压力(P)和温度(T)维持在可接受的范围内。P-T图就是这个范围的限制线构成的图，如下所示： 图1-1 反应堆P-T图P-T图中限制线的设置，主要是考虑了如下因素：- 防止温度高于饱和温度，避免堆芯沸腾；- 压力容器在低温情况下，容易发生脆性破裂，故要避免一回路高压低温；- 蒸汽发生器二回路侧压力较低，故要避免一，二回路间压差过大，防止蒸汽发生器传热管及管板破裂；2.稳态分段负荷图稳态分段负荷图展示了功率运行时的功率变化。图中可以看出反应堆冷却剂系统的温度与蒸汽发生器的压力是反应堆功率的函数，如下所示：2903003103203300102030405060708090100反应堆功率(%)冷却剂温度(C)303.3312.7314.5323.3330.0312.6308.2303.7301.9301.92535295.2堆芯出口温度堆芯入口温度堆芯平均温度图1-2 稳态分段负荷图分段负荷图的设计准则是：- 利用冷却剂与燃料负温度系数的PWR自我控制特性，只需要移动少量控制棒来控制冷却剂平均温度- 利用RCS，SG和主蒸汽系统的热容量。分段负荷图分为可以将功率范围分成：- 恒温带（冷却剂平均温度）- 恒压带（主蒸汽压力）.在25100RP间，分段负荷图可实现自动功率控制。其中，25约35间与约60100间冷却剂平均温度保持不变。这样的好处是：快速变化负荷时，控制棒只需要最小的移动。在保持冷却剂平均温度不变时，主蒸汽温度和压力随功率上升而降低。在35 60 %间，主蒸汽压力基本保持不变。为此，冷却剂平均温度的定值随发电机功率整定值降低而降低。这样的好处是：减少主蒸汽系统和给水系统的设计压力，避免主蒸汽旁排阀动作。在 25 35 %间，冷却剂平均温度保持不变。此时，与60100NP高功率带类似，主蒸汽温度和压力随功率升高而升高。25%以下，反应堆控制切换到中子通量闭环控制，汽机切换到转速控制。通过主蒸汽旁排阀，主蒸汽压力保持不变。如在稳态分段负荷图中所示，冷却剂温度根据当前堆功率自动调节。如果在这个功率带下有需要，可以调节冷却剂平均温度整定值，保持实际主蒸汽压力低于主蒸汽旁路阀动作压力。分段负荷图最大的优点是：限制了热应力，特别是RCS部件；当负荷变化时，减少基于温度系数产生的反应性变化。主蒸汽释放阀和安全阀的动作值，设得比主蒸汽旁路阀的动作值高，从而过量的蒸汽可以通过主蒸汽旁路阀排向冷凝器而不排到大气。在整个功率带(0% - 100%)以外，RCS压力通过反应堆冷却剂压力控制系统保持恒压。功率运行时，RCS的冷却剂通过CVCS保持连续净化处理，大部分经过CVCS上充泵后直接返回RCS，剩下的排出储存。进入RCS前，冷却剂经过再生式热交换器的下泄流预热。稳态下，CVCS下泄流通过稳压器液位控制系统控制保持与上充流平衡。液位整定值通过反应堆冷却剂温度函数生成。在CVCS中，排出的冷却剂膨胀降压、冷却到约50C,才能进一步净化处理。25%以上，所有RCS控制处在自动模式。温度和功率分配控制系统调节控制棒插入或提出，以补偿短期反应性效应（功率因素）。长期反应性效应（燃料燃耗和氙毒建立）可通过主冷却剂逐步的稀释来补偿，直到燃料循环末期硼浓度降到约0ppm。除了满足硼化和稀释要求，主冷却剂需要更新以满足化学和放射活度要求。二、 启动运行电站启动可以分为：- 从“冷停堆”到“热停堆”的启动，- 从“热停堆”到满功率的启动。通常，电站只在长大修后处在冷态，如换料后和首次启动前。主系统和二回路系统已卸压，同时温度处在约50 C。RCS液位约处在主管道横截面的3/4高度，环路中平面mid-loop控制运行。所有控制棒束组件RCCAs完全插入，按照不同的燃耗来要求冷却剂硼浓度达到冷态次临界。（特别地，换料后约2500ppm）。 反应堆冷却剂泵停运。堆芯余热通过安注系统的RHR模式导出。1.从 冷停堆 到热停堆的启动反应堆冷却剂系统约50C，已卸压。下列步骤用来达到满功率:- RCS充水排气,- 通过PZR加热，建汽腔来升压（以满足主泵启动条件）,- 25 bar启主泵，加热RCS到热态零负荷（热停堆点）。换料或在中平面运行，通过抽真空到约0.2 bar来对RCS排气，除氧，从而避免动排气需要过多的启动主泵。通过评估排到RPE的体积来控制适当的排气。RCS通过REA(RBWMS)进行通过CVCS上充泵充水。注入已除气的硼水。充水过程中，保持真空，在高点尽可能多的进行排气。多余的冷却剂排出并返回CVCS, 如净化。充满水后，启动稳压器加热器升压到25bar,保证主泵足够NPSH才启动。主泵投运加热RCS到120C前,加压速率由余热导出系统来控制。约120C,余热导出切换热负荷到SG。此时SG由启动和停运给水系统（SSS）供水。约150C,主蒸汽旁路阀开始向作为热阱的冷凝器排蒸汽。随后的加热速率由给水和主蒸汽旁路阀联合控制。加热过程中，RCS膨胀的过剩冷却剂通过CVCS下泄排向储存箱进行回收。升温的同时，程序自动控制稳压器加热器升压到155 bar,保证足够的反应堆和主泵的饱和裕度。期间在要求的压力和/或温度，- 执行试验，如约40 bar时稳压器安全阀的功能试验；- 一些系统在更高压力时置可用或配置，如中压安注系统或安注箱。SG中的主蒸汽温度是与RCS冷却剂温度相连的，SG的主蒸汽压力对应于相应的饱和压力当从冷停堆状态启动时，主蒸汽管线系统和汽机的主蒸汽隔离阀在主蒸汽压力约5bar时利用旁路阀进行暖管。一旦这些条件达到，就可以开启主蒸汽阀，继续暖管到热备用状态。2.从 热停堆启动到满功率停堆时，反应堆衰变热由SG和主蒸汽旁路阀排向冷凝器。从热停堆开始启动，只需要完成以下必要的启动步骤:- 提升控制棒,- RCS冷却剂稀释达临界,- 达临界后，进行零功率性能试验，- 启机，并网，- 升功率。临界后，堆功率升到25% NP。在这个启动区 (0% - 25%)堆功率手动控制或者通过中子通量控制。在约10%25% NP间,启机，冲转、并网。之后逐步将功率从主蒸汽旁路转移到汽轮发电机组。三、 停堆运行电站停堆分为：- 负荷运行到“热停堆”的停运- 从“热停堆”到“冷停堆”的停运负荷运行到“热停堆”的冷却用于短大修或维修，不需要停到“冷停堆”状态，在这种状态下的驻留时间不受限制。在“热停堆”硼浓度取决于燃耗深度和期望的大修时间。停运到“冷停堆状态主要是为了换料和电站大修。从负荷运行到冷停堆包括两个单独的停堆，从负荷运行到“热停堆”和随后的“热停堆”到“冷停堆”。1.从负荷运行到“热停堆的停运从负荷运行开始停堆，是通过设定发电机负荷整定值为0来进行。负荷跟踪运行模式下，发电机和堆功率按照设定的功率变化速率同步下降，此时已经考虑了足够的裕度避免了对汽轮机产生不必要的应力。在停堆过程的RCS温度和主蒸汽压力变化过程，已经作为堆功率的函数，在稳态分段负荷图给出，见图15-2。在10025%RP间，通过自动控制系统将功率下降。等于或低于25%RP时，堆功率控制从冷却剂平均温度控制切换到中子通量控制。通过逐渐减少汽机不用的蒸汽量，中子通量控制系统调节堆功率来适应发电机功率。在025%功率,通过主蒸汽旁路阀排放多余蒸汽到冷凝器，主蒸汽压力保持恒定90 bar abs。 汽轮发电机组输出一直在减少，直到跳机和从电网分离。通过所有RCCAs插入，堆功率一直下降直到次临界。此时达到热停堆状态。在0% - 25%功率，通过保持主蒸汽压力恒定90 bar abs,热停堆时冷却剂平均温度等于稳态分段负荷图中0% 功率的温度。在冷却到热停堆过程中,- 通过反应堆冷却剂压力控制，RCS压力保持155 bar不变- 反应堆冷却剂体积收缩,稳压器通过CVCS补给来维持液位控制。同时，稳压器液位整定值作为反应堆冷却剂温度的函数，进行调节降到热停堆值。2.从“热停堆”向“冷停堆”的停运如果电站需要从“热停堆”冷却到“冷停堆”、如换料需要，在冷却的最后阶段，反应堆冷却剂需要通过CVCS硼化到约2500 ppm。这用于补偿冷却释放的正反应性和保证足够的次临界度。维持四台主泵运行，反应堆冷却剂通过SG和主蒸汽旁路阀冷却到约120C。最大冷却速率50C/h。需要排出的热量包括衰变热、主泵动能和系统设备的显热。冷却期间，两列下泄运行，其中一列高压减压站控制稳压器液位。另一列手动开启到相同流量来平衡两列下泄管线。在约120C和27bar，RCS的第二阶段冷却通过安注系统的RHR模式实现。其中1和4列安注系统的RHR模式由RO进行连接和启动。RCS通过自动RHR冷却系统开始冷却。RO只需要选择RCS的温度梯度。同时，停运两台主泵以减少RHRS的热负荷：最好停运1和4环路。保持2和3环路的主泵运行，因为波动管和喷淋管连接到2、3环路。当反应堆冷却剂温度低于100C ，RO将2、3列RHR连接到RCS，启动相应的RHR泵。RCS保持冷却直到55C。当反应堆冷却剂温度低于70C时，RO手动停运2环路的主泵。剩下的3环路主泵在约55C时停运。在120C冷却到55C间，稳压器液位应该抬升到约90（喷淋管高度）。此操作将自动关闭高压减压站。稳压器保持汽腔来通过加热器和喷淋实现压力控制。当液位到达90后，喷淋失去压力调节作用，改由下泄控制压力。此时通过喷淋来降低稳压器和热腿间的温差，直到稳压器温度到达70C为止。随着PZR冷却，剩余的蒸汽通过除气管线排向VDS。当PZR水温稳定（70C），RZR准备降压/疏水。通过CVCS排水到TEP来降压，下泄疏水流量可达到最大。为实现在大气压下疏水，在PZR顶部充氮气，氮气压力经过减压阀设定在1bar。在疏水到3/4环路高度过程中，通过注氮气，RCS压力维持在约1bar。当主泵不可用时，电站通过RCS自然循环进行冷却。由于失去主泵压头，正常喷淋不可用