关键词：压水堆；核电厂；堆机协调；进汽压力控制；反应堆控制；汽轮机控制
前言
核电站利用核裂变反应产生的能量发电。反应堆的冷却剂在热蒸汽发生器中第二回路的给水，使其对饱和蒸汽起作用。核电站通常采用堆跟机模式来实现核电跟随电网的需求而产生变化。但核电厂不同于常规电厂的是其特有的反应堆，在堆跟机变化的情况下，还要考虑反应堆的特性，确保反应堆安全、稳定运行。当反应堆功率达到96％额定功率时，核功率系统向汽轮机调节系统发出启动控制请求，限制进一步升负荷，从而防止反应堆功率继续增加。文中对进汽压力模式原理进行了介绍，对基于不同汽轮机控制技术路线下进汽压力模式实现方式进行了分析，形成的结论可为其他汽轮机控制技术路线下的堆机协调控制方案提供可行的参考。
1压水堆核电厂的运行模式
1.1基本负荷运行方式
所谓核电厂基本负荷运行方式（模式Ａ），指汽轮机负荷随反应堆功率变化的运行方式。这种运行方式没有直接从电力系统到反应堆功率控制的反馈回路。功率控制系统的功能是完成对反应堆的操作。将反应堆功率保持在给定水平并抑制反应堆功率的波动。
1.2负荷跟踪运行方式
核电随电网需求而变化的运行模式通常称为负荷跟踪运行方式（模式G）。该模式是核电站最灵活的运行模式。汽轮机控制系统将电网需求的变化直接反映为蒸汽流量的变化。通过其控制系统响应负载变化，以适应电网变化。
２Ｇ模式接口
汽轮机调节系统向反应堆调节系统发出一组信号。这些信号都是关于反应堆Ｇ模式运行的，称为Ｇ模式接口信号，如图１所示。进汽压力模式如图中“操纵员压力限制”及“反应堆超功率压力限制”相关部分所示。
3进汽压力控制模式功能
进汽压力控制有两种控制模式，这两种模式能被操纵员选择投入或切除。
3.1正常模式
当电网或机组本身要求机组的输出不能超过某一限制时，压力控制功能用于对机组的输出施加限制。给定机组输出极限的压力设定值，控制输出压力。当压力大于极限值时，压力控制自动入列，逐渐减少蒸汽需求，直到实际压力低于参考压力。当机组出力降回到限值以下，压力控制自动退出（出列）。参考压力设定的操作在人机界面上实现。
3.2反应堆模式
反应堆模式的作用是防止反应堆功率超调，当反应堆功率到达96％额定功率时，核功率测量系统向汽轮机调节系统发出启动压力控制请求。汽轮机调节系统立即将压力参考值整定为当时汽轮机进汽压力，以限制进一步升负荷，从而防止反应堆功率继续增加。当反应堆功率稳定时，操作员可通过界面上的释放按钮释放。参考压力以不超过每分钟0.3％的速率缓慢上升到汽轮机进汽压力（105％）。
4进汽压力模式控制原理
如图3所示，
（1）Pmax为预先设置的进汽允许压力（105％SD）。
（2）Pm为压力测量值。
（3）Pref为操纵员设定的压力限值。
（4）Ps为压力设定值。
正常运行时，进汽压力模式不起作用。
4.1正常压力模式
当操纵员设定Pref低于100％SD时。
Ps输出为Pref的值，Ps＞Pm，Ps-Pm送往PI调节器进行调节，将汽轮机功率维持在Pref压力对应的功率平台，汽轮机调节系统工作在正常压力模式。
随着操纵员对Pref值不同的设定，汽轮机可工作在相应的功率平台。
4.2反应堆压力模式
（1）当功率小于96％时，K1和K2的位置如图3所示。
（2）当功率上升到96％Pn时，Ps＝Pref。
（3）当反应堆功率上升到96％Pn时，核电测量系统RPN将逻辑信号发送到汽轮调节系统，将该信号更改为反应堆压力控制模式。
该信号使K1开关闭合，同时当前压力测量值被记忆单元（HoldCurrentValue）记住，Ps由Pref变成当时的压力测量值PmHold并保持不变。此时，汽轮机调节系统仍处于非压力控制模式，并没有停止升负荷。进汽压力测量值Pm继续上升，但Pm＞Ps时，其偏差为负值，PressLimit开始从Pmax往下变化直到等于这时对应的Pref，反应堆压力模式激活，PI调节器维持汽轮机进汽压力不变，汽轮机功率计反应堆功率也维持不变。停止变化，汽轮机进汽压力保持在接受核功率系统产生96％Pn逻辑信号时的压力数值。
操纵员观察一二回路的温度偏差，必要时调整硼浓度，保证一回路不过冷也不过热，稳定机组参数。确认汽轮机负荷稳定，保持Ｇ棒自动。待反应堆稳定下来以后，操纵员按下“释放”按钮使K2开关闭合，进汽压力设定值Ps按操纵员设定的变化速率（最大不超过0.3％/min）缓慢升功率，直到正常模式压力输出值等于反应堆模式压力输出值时，比较器发出复位信号将K1／K2断开，退出反应堆压力模式。
结论
本文对核电厂的运行模式、基于此模式下的堆机协调控制接口以及进汽压力控制模式的原理进行了分析。说明了基于不同汽轮机控制技术路线下压力控制模式实现方式的不同。本文中的进汽压力控制原理和实现方式可为其他堆型和其他汽轮机控制技术路线下的堆机协调控制方案提供可行的参考。
参考文献
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论文作者:胡念柯 张志勇 符礼游
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：反应堆论文; 压力论文; 汽轮机论文; 模式论文; 功率论文; 核电厂论文; 操纵员论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;