核電站動態試驗設置

徐 皎

(江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222042)

1 設置目的

動態試驗是核電站功率試驗階段的重要調試內容，目的是系統性的檢驗機組主要調節器性能，檢查動態過程中機組主要工藝參數和堆芯熱工物理參數的變化范圍是否符合設計要求，同時檢查相關工藝聯鎖和保護設置是否合理、正確動作，根據試驗結果對工藝設備參數或控制調節邏輯進行適當的調整或變更。同時合理安排試驗項目盡可能減少機組的動態過程和重要設備的啟停次數。

2 試驗分類

根據試驗所要驗證的主要對象和參數，一般核電站動態試驗可歸類為以下6 類：

第一類：堆芯熱工物理相關試驗。 主要驗證一回路冷卻劑建立自然循環能力及確定各環路間冷卻劑攪混因子。由于試驗結果取決于一回路固有的設計特性，一般在首臺機組上進行。

第二類：全廠失電試驗。 主要驗證應急和機組柴油機自動啟動及分級帶載功能符合設計；反應堆緊急停堆功能實現；主泵惰走和自然循環時堆芯余熱導出的可靠性和有效性。

第三類：停機、停堆試驗。 停機試驗主要驗證汽輪機停機后，能正常觸發反應堆快速預保護、預保護（APP、PP1）正確動作，旁排系統正常動作。 停堆試驗主要驗證反應堆停堆保護和汽輪機保護正確動作，旁排系統正常動作。

第四類：負荷變化試驗。 主要驗證汽輪機電液控制系統的工作能力及電液控制系統與反應堆控制系統之間動作邏輯匹配性。

第五類：設備故障快速降負荷試驗。 切主泵和切給水泵試驗主要驗證反應堆快速預保護、預保護（APP、PP1）與電液控制系統的動作邏輯匹配性；驗證電液控制系統在PP1 動作期間和動作結束后，維持主蒸汽母管壓力的能力。切循泵和切凝泵試驗主要驗證電液控制系統按設計要求降功率到設定值，電液控制系統與反應堆控制系統之間動作邏輯匹配性。

第六類：甩負荷到廠用電試驗。 主要驗證電液控制系統甩孤島運行的能力；維持機組帶廠用電穩定運行；驗證反應堆快速預保護、預保護（APP、PP1）正確動作，降功率到設定值。

3 驗證要求

根據設計要求，在機組穩定功率運行時，一、二回路主要參數通過主要調節器（反應堆功率調節器、穩壓器液位調節器、蒸汽發生器液位調節器、一回路壓力調節器、二回路壓力調節器和汽機調速系統等自動裝置）來維持。一般核電機組對電網而言是基荷運行方式，主要調節器維持對應功率水平下的各自的被調量。動態試驗主要是檢驗這些主要調節器的協調工作能力。如果一、二回路的功率與負荷平衡，則機組是穩定的，反之，機組必然從一個穩態過渡另一個穩態。動態試驗實質就是從一回路或二回路引入功率擾動，人為打破一、二回路的能量平衡，檢驗機組能否自動恢復能量平衡，在這一過程中起作用的是調節器的調節、相關自動聯鎖功能動作和操縱員的干預。

某核電站組動態試驗引入的一回路功率擾動見表1。

某核電站動態試驗引入的二回路功率擾動見表2。

對于關閉主汽門和斷開500kV 開關的試驗，從一、二回路輸入的擾動幾乎是同時的。

從引入功率擾動的量大小和速度快慢的角度，我們可以考慮在后續電站調試中減少部分動態試驗，見表1 中灰色行。 從機組實際負荷波動大于該值的角度，表2 中灰色行也沒必要進行。

表1 動態試驗引入的一回路功率擾動

表2 動態試驗引入的二回路功率擾動

除了驗證功率擾動下主要調試器的性能，動態試驗還要確認重要工藝參數的變化現象或設備能夠穩定運行的參數范圍，考察重要工藝保護和聯鎖設置是否合適。 例如：汽機旁排和大氣釋放閥的動作定值，緊急停堆定值（主蒸汽壓力、蒸汽發生器液位、穩壓器液位、給水流量偏差等），一回路穩壓器噴淋定值，蒸汽發生器切除主泵的液位定值， 主給水泵投切的流量聯鎖定值，反應堆功率限制方面的聯鎖和保護設置等。

此外還要確認一些物理對象的基本屬性。例如：重要保護動作（停堆保護、反應堆快速預保護）的延遲時間，主給水泵切除后反應堆降功率的速度，主汽門關閉的速度，甩負荷到廠用電的速度，切除部分主給水泵后給水流量下降的速度，控制棒的效率，控制棒下落時間，汽機旁排和大氣釋放閥的流量特性等。

4 遵循原則

核電機組強調安全和質量，核安全是從事一切工作的首要考慮因素。 在設置機組動態試驗時首先應當遵循保守的原則。 機組在設計上有若干個穩定功率運行的狀態，例如滿功率運行、偏環運行、廠用負荷運行、堆功率40%穩定運行、電負荷50%穩定運行等，機組的動態特性隨功率水平不同而有差異， 必須在不同功率水平進行各種擾動試驗，得到若干試驗曲線，以便發現最不利的情況，對調節器參數做出合適的設定。

其次在整體規劃動態試驗時，要遵循擾動逐漸增大的原則，即先小后大，先易后難，根據各次試驗時各個調節器的響應動作、工藝參數變化的各種現象、關鍵設備的切換、主要聯鎖的動作情況，能夠預判下一個試驗存在的潛在風險， 并制定風險控制預案和其它糾正措施，從而逐步達到機組整體動態性能的優化。

5 結論

通過對核電站典型動態試驗設置目的、試驗分類、驗證要求和遵循原則的分析，對一般核電站的動態試驗設置有以下建議：在設計階段應充分考慮盡可能減少機組動態、設備的啟停對設備和管道產生的熱沖擊；在編制試驗大綱時應按調節器和機組運行限值的要求合理選取動態試驗， 在保證對主要調節器性能和機組運行限值進行充分、全面驗證的同時，盡量減少設備的瞬態次數和應力沖擊。