摘要：根据商运前AP1000瞬态试验数据，通过分析2个经典运行瞬态工况下的SG液位变化，验证瞬态试验结果满足设计准则要求；识别各瞬态工况下SG液位变化引起的运行风险，并针对这些风险提出应对策略。
关键词：AP1000；瞬态试验；SG液位；
Abstract： According to the AP1000 transient test data, analyzing the SG liquid level changes in five classic operating transient conditions; verifying that the transient test results meet the design criteria, and analyze the operating risks in each transient condition ，And propose countermeasures for these risks。
Key Words: AP1000;Transient Test ；SG Levle;
1.引言
近年来，国内核电发生多起SG液位瞬变引起的停堆事件，核电站已将SG液位控制作为重点关注对象。AP1000在商运前针对运行瞬态变化引起的SG液位变化进行了多个工况的试验，以验证核电厂运行瞬态下SG的液位变化满足设计要求，保证运行参数与反应堆保护系统整定值之间有足够的裕量，不会触发停机/停堆和专设动作。本文根据商运前AP1000的运行瞬态试验数据，分析2个经典的运行瞬态工况下SG的液位变化趋势及各工况存在的风险，并针对这些风险提出应对的策略。
2.SG的液位控制
SG液位变化受到一回路温度、主蒸汽流量、主蒸汽压力、给水流量、给水温度和排污流量的影响。故在SG的液位控制过程中考虑了上述因素，其控制逻辑参见图1：正常运行时SG的控制信号由两部分组成，第一部分为汽轮机第一级压力转化的窄量程液位（NR）整定值与SG NR测量值的偏差信号，该信号经过给水温度补偿；第二部分通过蒸汽压力补偿蒸汽流量，该蒸汽流量与给水流量之差作为偏差信号。
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图1 SG液位控制逻辑
3.瞬态试验下的SG的液位变化
3.1瞬态试验时SG液位变化过程
AP1000在商运前进行了一系列的瞬态试验，以验证瞬态工况下SG液位变化是否满足设计准则。其中比较典型的,手动断开GCB（发电机出口断路器）及紧急停堆的瞬态试验。
3.2GCB断开试验的SG液位变化
初始 100%额定功率，初始SG液位为52.5%。当手动断开GCB（主发电机出口断路器）后，SG液位在30s内骤降到最低29%，主调节阀门瞬间开大至全开，SG液位在20s内从29%迅速上升至50%，后主调节阀逐渐调小，SG液位增长速度缓慢，达最大值62.7%后开始下降，并在12分钟左右达到稳定状态。
3.3100%功率手动停堆试验的SG变化
初始堆功率98%，初始SG液位为52.5%。当操作停堆开关停堆后，由于停堆 5s 后才触发停运汽轮机，5s 中大约需耗费蒸汽 95t，同时汽轮机停机后，由于汽水短时失配，主蒸汽压力上升，SG 窄量程液位在5s内骤降至0.6%。SG的液位变化过程参见图2：
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图2 100% 功率时紧急停堆SG 液位变化
4.存在风险及应对策略分析
4.1GCB跳闸瞬态试验
对于100%甩负荷时，由于瞬态负荷变化较大，SG液位最低至29%，虽然满足设计准则，但离停堆定值很近，由于存在停堆风险。故正常运行时，要维持SG的液位为正常液位值（52.5%）。当存在汽轮机跳闸的类型工况时，主控室应手动将辅助蒸汽切换至辅助锅炉，减小蒸汽用量。同时，降低SG的排污量，以减少SG的液位下降。同时，关注调节给水阀门是否正确开启响应，必要时手动干预。
SG 窄量程液位升高至一定值后，液位会趋于正常液位 52.5%。由于刚开始时主给水调阀开度较大，若 SG 液位会持续上升并超过52.5%，主控室应关注SG的液位变化趋势， 根据AOP-332 规程第 9 步，手动调节主给水调节阀维持 SG水位在 29%-52.5%之间，若 SG 窄量程液位逼近停堆定值 76%，则手动触发停堆并执行 E-0。
4.2紧急停堆瞬态试验
停堆之后，SG 液位迅速下降，此次紧急停堆之后 20 秒内 SG液位由正常液位 52.5%左右迅速下降至 0%左右， SG的液位变化在设计准则范围内；由于停堆后的SG最低液位离保护系统整定值太近，如果叠加其他故障，存在保护系统动作的风险。
5.结论
通过上述各个经典瞬态负荷变化试验时SG液位变化的分析可以看出，针对阶跃10%的负荷变化、5%/分钟的线性负荷变化和1台主给水泵跳闸时，SG的液位变化不大，不存在停机/停堆风险，主控室只需确认自动控制系统动作正常即可；但对于GCB跳闸或紧急停堆事件，SG的液位降低至渐进停堆或安全系统动作的定值，具有停堆或专设触发的极大风险，需要主控室进行干预。
参考文献:
[1]核电2号机瞬态试验经验反馈，2018年12月。
[2] 核电厂2号机组主给水丧失手动停堆后S信号自动触发事件通告，2018年。
[3] 核电AP1000定值手册，2019年
论文作者:吴寿明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：液位论文; 工况论文; 蒸汽论文; 风险论文; 定值论文; 量程论文; 汽轮机论文; 《电力设备》2019年第22期论文;