CEPR机组稳压器水位控制系统的低流量限制及控制建议论文_蔡一帆

摘要：本文介绍了CEPR机组稳压器水位控制系统的基本原理，详细分析了低流量限制信号的触发动作及设置原因，并针对此设计提出了控制建议。

关键词：CEPR机组；稳压器水位控制；下泄低流量限制

The low letdown flow limit Of CEPR PZR level control system and the control strategy

Cai Yifan

TaiShan Nuclear Power Joint Venture CO. Ltd.，Jiangmen，Guangdong, 529228, China

Abstract:In this paper, the principle of CEPR PZR level control is presented, the logic of low letdown flow limit is introduced and the reason of the low letdown flow limit is analyzed. The corresponding control strategy is provided to solve the problem.

Keywords: CEPR;PZR level control; low letdown flow limit

0 前言

稳压器水位控制系统作为核电站的关键控制系统之一，对于维持一回路水装量、保证一回路压力控制的有效性有着重要的作用。对于国内某CEPR机组，其稳压器水位控制系统多次触发低流量限制信号，导致稳压器水位超出正常运行范围，影响了事故分析初始假设条件。在本文中对此低流量限制进行分析，并给出对应的控制建议。

1 稳压器水位控制系统的基本原理

国内CPR1000机组稳压器水位控制是通过调节上充流量来实现，而CEPR机组则是通过调节下泄流量来实现，带来的好处是上充流量保持稳定，从而减小水位调节过程中对主泵轴封注入的影响；有利于上充泵的稳定运行；对一回路接口的热冲击较小；相比较而言，上充管线可靠性更高对于事故工况下维持堆芯水装量更加有利。另外，瞬态情况下也可以通过调节上充流量来辅助控制稳压器水位，手段更加多元化。究其原因CPR1000机组下泄由孔板实现减压，孔板下游存在汽化风险，无法实现大范围的流量调节；而CEPR机组下泄调节是通过高压减压站实现，其由四级层叠式节流阀组成，能有效调节下泄流量，并且其位置在再生式热交换器和非再生式热交换器下游，经过了两道冷却，汽化风险大大降低。

下图1是CEPR机组稳压器水位控制系统的调节简图。一回路水位控制系统由闭环环节和前馈环节两个部分组成。闭环环节将水位实测值与水位整定值的偏差送至水位PI调节器，保证了调节的精度；前馈环节考虑了上充流量和下泄流量变化对稳压器水位的影响，取上充流量和下泄流量的微分作为前馈，以加快调节系统的响应速度。

图1稳压器水位控制简图

2 下泄低流量限制信号及设置的目的

当下泄流量降低至16 t/h以下时（单台上充泵16 t/h，两台上充泵21.6 t/h），液位PI调节器的低限起作用，RCV高压减压站自动跟踪当前阀位，即便PZR液位下降，也不再响应液位调节信号而继续关小。见上图1蓝色线标识。

下泄低流量限制信号设置原因如下：

当下泄流量较低时（低于量程的8%~10%），流量计的不确定度很大。因此在低流量时尽量避免使用其参与控制，以免影响液位控制的有效性；

设置最低流量限制也可以避免高压减压站响应PZR液位控制全关后又重新开启，以免对RCV管线造成热冲击。PZR液位控制中，当下泄隔离后，并未设置自动重投的逻辑，就是避免自动重投对管线造成过大的热冲击，需要操纵员手动缓慢投运；当下泄流量过低时，再生式热交换器温差过大，造成过大的温度应力。

下图2是某CEPR机组2018.5.20的稳压器水位变化曲线，可以很明显看出当下泄低流量限制信号触发后，下泄阀门不再调节，下泄流量保持不变，稳压器水位持续下降，最低下降到接近OAF动作限值。

图2稳压器水位变化曲线

3 控制建议

由于低流量限制一旦触发，下泄将失去自动调节能力，直到OAF信号触发。因此操纵员需要尽量避免触发此信号，关键点就在于尽量避免下泄流量降至低流量限制以下，一旦触发，需要操纵员尽早恢复。结合国内某CEPR机组运行经验，给出如下控制建议：

一回路升温升压过程中，尽量保持两列高压减压站开度一致，避免手动列阀门开度过大，自动列阀门开度过小；

停运第二台上充泵时，注意及时关小手动列下泄阀门，避免上充流量大幅降低带来的自动列下泄流量减少；

设置下泄流量低限的临时定值16 t/h，一旦下泄流量降至此定值以下，提醒操纵员进行干预。

4 结束语

CEPR机组稳压器水位控制系统的低流量限制信号触发时，由于未设置报警，比较隐蔽，操纵员较难发现，后果就是导致稳压器水位偏离其整定值，严重情况下可能超出运行技术规范的限值。通过分析低流量限制的触发原因，结合机组实际操作，给出了对应的控制建议，能很好的规避低流量限制带来的风险。

参考文献

[1]DUPUIS Jean-Philippe. EPR TSNFUNCTIONAL REQUIREMENTS ON PZR LEVEL CONTROL I&CFUNCTION.PARIS,AREVA,2015

[2]DURAND Thomas. RCP- SDMChapter 5 -Instrumentation and Control (I&C). PARIS, AREVA,2016

论文作者:蔡一帆

论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期

论文发表时间:2020/3/16

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