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摘要：在压水堆核电厂中稳压器是一回路压力控制的重要设备，而稳压器喷淋阀参与了稳压器压力控制。为了控制稳压器的压力，喷淋阀起着至关重要的作用，将连续喷淋流量调节到其设计值,以便减少喷淋阀自动开启时的热应力和热冲击，并且有助于维持稳压器内的水化学和温度的均匀性，在反应堆功率变化期间，为保持硼浓度的均匀，调节极化喷淋流量。本文以福建福清3#核电厂为参考核电厂，介绍了如何对稳压器热损失进行测量，如何调节连续喷淋流量以补偿热量的损失，以及对极化喷淋流量进行调节与验证，为后续喷淋阀的试验与调节提供参考和指导。
关键词：喷淋阀；热损失；连续喷淋；极化喷淋
1 前言
稳压器压力控制系统的功用主要是维持稳压器压力为其整定值15.5MPa（绝对），使在正常瞬态下不致引起紧急停堆，也不会使稳压器安全阀动作。稳压器下部的波动管与环路热管段相连，所以控制了稳压器压力也就控制了反应堆和环路中的主冷却剂的压力。
稳压器压力控制系统还对喷淋阀实行所谓的“连续”“极化”控制。稳压器的设计应能调节由于负荷瞬动引起的压力波动，即能维持水和蒸汽在饱和状态下的平衡。它的容量必须有足够的水容积和足够的蒸汽容积。
2 喷淋阀概述
2.1稳压器喷淋管线介绍
稳压器喷淋管线分别接到一回路两个环路的冷段管线组成。每个管线上有一个自动控制的喷淋气动阀门，阀门带连续喷淋的小档块，保持一股小流量连续喷淋。
喷淋管一端在稳压器内顶部设有喷淋头。喷淋管另一端进口伸入到一回路冷段管内呈勺形，以便利用环路中流动的速度头增加喷淋的驱动力。
2.2稳压器连续喷淋
喷淋阀设有下限位器，当阀门处于关闭位置时，下限位器使阀门处于微开状态，形成一定的泄漏流量作为连续喷淋的流量，连续喷淋流量为230L/h，连续喷淋的作用：
?保持稳压器内的水温与化学成分的均匀性；
?限制在大流量喷淋启动时对喷淋管的热应力和热冲击；
?均衡稳压器和一回路中的硼浓度，使比例电加热器以一个基值进行调节。
在每条喷淋管上设有一个测温装置，温度过低表示连续喷淋流量不足。
2.3稳压器极化喷淋
所谓喷淋阀极化运行是指：先投入两组通断式电加热器，10秒以后再将喷淋阀开大到一个预定开度（22％，由仪控软件模块401MS设置）。极化运行有助于稳压器的硼浓度与回路中均匀一致，并能避免主回路中的冷却剂通过波动管倒流到稳压器，减少变负荷时对波动管和稳压器底部的热冲击。因此，在下述两种情况下，应启动喷淋极化动作：
?通过稀释或加硼对反应堆冷却剂回路的硼浓度进行调整；
?汽机以一个较为显著的倾斜系数值升负荷运行。
3 过程及结果分析
连续喷淋调节分别在热态功能试验期间和初次临界试验期间进行，在这里以热态功能试验为例。稳压器液位控制模式置于自动模式，压力控制模式置于自动模式，比例式加热器通电并且由控制器调节，断开通断式加热器并将控制器置于自动位置，喷淋阀置自动位置；稳压器安全阀可用，稳压器液位、压力和温度测量仪表可用，喷淋管线温度和波动管温度测量通道可用，报警值已按设计值整定。
3.1稳压器热损失测量
通过KIC手动把喷淋阀开度调到0%，停运与喷淋管线连接的两台反应堆冷却剂泵（在结束时重新启动停运的两台反应堆冷却剂泵），然后监测比例式电加热器（RCP003RS/004RS）的加热信号。
待工况保持稳定（工况稳定时各参数要满足运行准则），经30分钟后，通知电气人员在比例式电加热器电气盘柜读出数值记录并记录。
?稳压器热损计算：
RCP003RS控制输出为26.08%，热开度为26.1%，相间电压为394.2V；
RCP004RS控制输出为26.08%，热开度为26.1%，相间电压为398.9V；
每组电加热器的实际功率P380为：
RCP003RS：212.81KW RCP004RS：214.84KW
每组比例加热器补偿热损失的热功率计算公式为：
可得每组比例加热器补偿热损失：
P003RS：59.75KW P004RS：61.81KW
故稳压器热损失PL是：PL=P003RS+P004RS=121.56KW
由此可见，稳压器的散热是不可避免的，故需要通过连续喷淋来补偿稳压器的热量损失，在已知的热量损失的基础上对连续喷淋的调节是很有必要的。
3.2 连续喷淋流量调节
将喷淋阀置手动并关闭，然后缓慢交替调节（开大）喷淋阀来调节连续喷淋流量以获得下列稳定工况：恒定的稳压器压力15.4MPa.g；两条喷淋管线上温度恒定且大致相等；不触发喷淋管线和波动管线的报警；比例加热器稳定在50%功率(KDO记录仪)。待工况保持稳定，30分钟后，记录数据（此时应让现场标记好喷淋阀的现场开度，便后续设置挡块开度）：
?连续喷淋调节（喷淋流量计算）
RCP003RS控制输出为49.38%，热开度为49.38%，相间电压为389.95V；
RCP004RS控制输出为49.38%，热开度为49.38%，相间电压为397.87V；
每组电加热器的实际功率P380为：
RCP003RS：212.81KW RCP004RS：214.84KW
每组比例加热器补偿热损失的热功率计算公式为：
（ΔH是稳压器饱和水和喷淋水的焓降、PL 是稳压器的热损失）
喷淋管线平均温度（RCP002 MT + RCP003 MT）/2：278.1℃
喷淋水的焓：1223KJ/Kg
稳压器水的焓（即为15.4MPa.g对应的饱和水的焓）：1627.25KJ/Kg
ΔH=404.25 KJ/Kg
Ms=0.26Kg/s
机械人员设置喷淋阀的行程挡块位置，连续喷淋流量取决于阀门行程挡块位置，将两个阀门的锁定全关位置，然后对相应4～20mA量程进行重新标定，此时应停运与所调节阀门对应环路的主泵。因此此时阀门的开度即使指示为零，而实际存在一个较小的连续喷淋流量来补偿稳压器的热量损失。
3.3 极化喷淋流量调节
首先将稳压器压力控制装置在自动位置，将两组通断式电加热器（RCP001RS/RCP002RS）置于手动位置，投入运行，调整比例式电加热器RCP003RS和RCP004RS为50％功率；然后交替开启阀门RCP001VP和RCP002VP，当压力稳定在15.4MPa.g时，检查两个喷淋阀的开度一致，阀门开度为12.5%。重新设定两个喷淋阀的极化开度401MS（仪控软件模块）到12.5%。
接下来缓慢交替关闭喷淋阀并恢复自动，停运RCP001RS和RCP002RS并恢复自动位置。
验证极化开度的正确性：开启极化喷淋模式，确认RCP001RS和RCP002RS通电，并且10秒后，极化运行喷淋阀打开到极化运行开度；待参数稳定后，确认比例加热器RCP003RS和RCP004RS在50%功率。为保证试验的准确性，应多次重复试验,整定RCP401MS，最后退出极化模式。
4 结论及建议
在试验过程中，需要工况稳定，但实际会发现状态（温度、压力等）可能会一直出现缓慢的波动，很难达到稳定的状态，缓慢不断的对喷淋阀进行调节，等到最好的状态稳定，得出最佳数据，切不可心急而大幅度进行调节。此稳压器喷淋调节方法也对后续机组提供一定参考。
通过以上实验，计算出了福清核电3号机组稳压器在热态功能试验期间的热损失，对喷淋阀的关位重新进行了调节，并确定了连续喷淋流量，另外得出了极化喷淋的开度在12.5%，与理论值22%相差较大。参照同型机组其它电站的试验结果，试验证明在不同电站以及不同机组之间的极化喷淋开度都会存在一定的偏差，并不是一个固定的值，这个与现场的环境，稳压器的保温效果，设备本身的差异都存在一定的关系。
参考文献
[1]段永强,赵禹,苏荣福,《反应堆冷却剂系统调试大纲》 CFC A版,中国核动力研究设计院,2011-03-04
[2]金小峰,《反应堆冷却剂系统手册》 CFC A版,中国核动力研究设计院,2008-08
论文作者:白宇轩,陈烨璇
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/21
标签：喷淋论文; 稳压器论文; 流量论文; 冷却剂论文; 压力论文; 损失论文; 管线论文; 《电力设备管理》2017年第8期论文;