核反应堆控制复习要点

【一回路流程】反应堆冷却剂在主泵的驱动下流入反应堆，冷却并吸收反应堆芯的热量后从反应堆容器流出，进入蒸汽发生器一次侧，将热量传递给二次侧后流出，再由主泵循环驱动流入反应堆。

【二回路流程】一回路冷却剂携带的热量，在蒸汽发生器中传递给二回路的水，使二回路水在一定压力下加热，生成饱和蒸汽，去驱动汽轮机，带动与汽轮机同轴的发电机发电。作功后的乏汽在冷凝器中被海水或河水冷凝为水，经低压加热、除氧，再由给水泵驱动经高压加热后，循环补充到蒸汽发生器中。

【三回路流程】以海水或河水为介质的三回路把乏蒸汽冷凝为水，同时带走电站的弃热。

【核电厂构成】：①核岛（压水堆本体，一回路系统）：蒸汽发生器、稳压器、主泵、反应堆芯②常规岛：汽轮发电机组，二回路系统

【蒸汽发生器的作用】①把一回路冷却剂从反应堆堆芯带出的热量经蒸汽发生器管壁传给二回路水，使之产生蒸汽带动汽轮机做功。②一回路水流经堆芯具有放射性，蒸汽发生器承担了防止二回路水被污染的第二道生物防护屏障。

【运行控制模式】基本负荷运行模式A：汽轮机负荷跟随核反应堆功率的运行模式（机跟堆）。由于没有直接从电力系统到核反应堆功率控制的反馈回路，所以功率控制系统简单，作用是完成核反应堆的启动停闭，维持核反应堆功率在某一给定水平以及抑制功率的波动。适合带基本负荷运行的机组，功率调节性能较差，但受到的热应力变化较小，利于电厂安全和机组寿命。负荷跟踪运行模式G：核电厂的功率跟随电网需求而变化（堆跟机）。具有从电力系统向核反应堆的自动反馈回路，控制系统复杂，作用是可以对负荷变化作出响应，以适应电网变化的需求，使机组具有灵活的功率调节性能使核电厂参与负荷跟踪和电网调峰运行。【主要控制系统】核反应堆冷却剂平均温度控制系统（R棒组）、反应堆功率控制系统（G1、G2、N1和

N2）、硼浓度、稳压器压力和液位、蒸汽发生器液位、给水流量、凝汽器蒸汽排放、大气蒸汽排放、汽轮机调节、发电机电压控制。

【控制系统设计要求】（1）满足要求前提下尽量简单可靠（2）尽量减少运行参数瞬态变化量，并使其接近给定值，增加输出功率（3）在各种条件下，系统仍有一定的稳定裕度，不大的超调量和合理的调整时间（4）负荷低于15%FP时，可手动控制，高于15%FP时投入自动控制（5）允许负荷有±10%FP的阶跃变化，但阶跃变化±10%FP时，负荷不得超过100%（6）允许负荷以5%FP/min的速率连续变化（7）甩负荷50%-80%不引起大气蒸汽排放阀开启、停堆或主蒸汽安全阀开启（8）紧急停堆，汽轮机脱扣不引起主蒸汽安全阀开启（9）接到停堆信号后，能在约1.5s时间内快速落下控制棒【自稳特性】指反应堆出现内、外反应性扰动时，核反应堆能够维持稳定状态的特性。

【自调特性】指核电厂负荷变化时，反应堆靠自身内部温度反馈功能使其功率达到与负荷一致的水平，产生新的热平衡。

【功率分布】（1）径向功率分布：可以通过燃料的不同浓度分区布置、可燃毒物棒和控制棒的径向对称布置、最佳控制棒分组和提插棒程序设计措施来展平，在运行中变化不大，并可以准确的预测（2）轴向功率分布：在运行中是变化的，慢化剂温度效应、可燃毒物反应、多普勒效应和功率水平效应、裂变产物效应控制棒组件移动和燃耗都会对轴向功率分布产生影响，是主要研究对象。

【控制棒】R、N黑体棒（反应性价值高）功率调节控制；G灰棒组（反应性价值低），功率分布控制。在模式G中，由负荷确定的功率设定值变化引起的堆芯反应性变化首先是通过功率补偿棒组G1，G2，N1和N2来调节反应性的，它所引起的轴向和径向功率分布扰动比黑体棒组小。功率补偿棒组在堆芯的位置是功率的函数，功率升高控制棒位置也提高。用核反应堆冷却剂温度的R棒组来实现反应性精确调整。在功率快速变化中，R棒组可以辅助功率补偿棒组控制，因为其反应性效果受到最大棒速限制。

【功率控制系统】（功率粗调）（1）主要功能：根据负荷需求控制功率补偿棒组的棒位，也称为功率补偿帮组控制系统。（2）最终目标：使功率补偿棒组的位置与功率水平相对应，对应关系就是有效标定曲线关系。（3）功率补偿棒控制系统是机组负荷的前馈（开环）控制

【平均温度控制系统】（功率细调）（1）主要功能：通过调节冷却剂平均温度实现反应堆功率与负荷精确匹配，也称R棒组控制系统。（2）冷却剂平均温度是机组负荷的反馈（闭环）控制。

【棒速程序控制单元】是一个非线性曲线，可以分为5个区域。（1）死区：为了避免Tav微笑的变化而引起控制棒频繁动作而造成严重的机械疲劳。（2）滞磁回环：为了清除控制棒驱动机构接通脱开时产生的振动。（3）最小棒速区：限制棒速（4）线性帮速区：棒速随温度偏差信号线性变化（5）最大棒速区：限制棒速

【硼浓度系统】作用：（1）减少了控制棒数量（2）改善了轴向功率分布（3）可增大核反应堆后备反应性，使堆寿期延长，燃耗增加（4）简化堆芯结构

【化学与容积控制系统功能】（1）容积控制：向反应堆堆芯补充水，在冷态时提供将反应堆冷却剂系统加压的高压水源，在热态时，保持稳压器中的液位。（2）化学控制：通过过滤除盐加入氢氧化钾以减少核反应堆冷却剂中腐蚀产物及裂变产物的浓度。（3）反应性控制：通过调整核反应堆冷却剂中的硼浓度以补偿燃

耗、中毒以及功率变化所导致的反应性变化。（4）辅助功能：为核反应堆冷却剂泵轴封提供轴封水、稳压器辅助喷淋水等。

【稳压器压力控制系统】功能：维持稳压器压力为其设定值，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开启。压力过大会使设备疲劳，管道破裂；压力过低会引起堆芯局部沸腾，元件熔化。【稳压器液位控制系统】功能：通过调节上充流量将稳压器液位维持在由负荷确定的设定值上，从而使稳压器能很好地完成其控制一回路的压力的主要功能。串级控制系统：液位控制器为主控制器，处理液位偏差信号，输出信号为上充流量与下泄流量差值，然后根据下泄流量计算出上充流量的设定值。上充流量控制器为副控制器，处理流量偏差信号，计算出上充流量调节阀的阀门开度，通过调节化学与容积系统的上充流量调节阀以改变上充流量，上充流量与下泄流量的差值将影响稳压器液位的变化。

【蒸汽发生器液位控制系统】：

蒸汽发生器液位调节系统是由主通道、旁路通道和前馈通道组成。主通道液位定值程序单元根据二回路负荷产生一个相应的蒸汽发生器液位设定值，然后液位设定值与测量值进行比较产生液位偏差值，然后得到一个给水流量信号，该信号与前馈信号叠加后由流量控制控制器运算产生主给水流量调节阀的开度信号。该信号驱动改变主给水流量调节阀门的开度以改变主给水流量进而控制蒸汽发生器的液位。当负荷高于18%FP时，旁路给水调节阀保持全开。在负荷低于18%FP时，旁路通道根据蒸汽流量信号与液位控制器输出的给水流量信号的差值调节旁路给水调节阀的开度以控制蒸汽发生器的液位。这时，不再有给水流量的闭环控制，也没有汽/水的失配信号参与控制。当负荷增加高于阀值时，偏置很快从给水流量控制器上消失，从而使主给水调节阀恢复流量控制，此时旁路

给水调节阀处于全开状态。