11功率控制要点

压水堆功率控制原理
1、压水堆核功率传递函数 设N(S)为堆的核功率传递函数：
Q0 1 N (S ) 6 lp s 1 i / lp(s+i ) i 1
式中 Q0 稳态功率水平，lp为中子寿命， i 为缓发中子份额； 为先驱核衰变常数。
i
2、模式A功率控制 在模式A中，反应堆功率调节系统是一个以平均温度为主 调节量的冷却剂平均温度调节系统。它主要由三通道非线性
模式A控制棒组件分组和布置
模式A共有53束黑棒组件，其中32束调节棒分为A、B、C、 D四组，每组分为两个子组。如下表：
类别
调 节 棒
组 A B C
D 停 堆 棒
子组
棒束数目
总吸收棒数
A1 B1
C1
D1
A2 B2 C2
D2
4、4 4、4 4、4
4、4 4、4 4、4 4、1
24X53
SA
S A1 S A 2 S B1 S B 2 SC 1 S C 2
功率棒组重叠步数
11.3 压水堆功率控制系统
核心系统
压水堆核电机组的功率调节装置包括： • 发电机功率调节及所属的汽轮机主蒸汽阀开度调节； • 反应堆冷却剂平均温度调节及与其相配合动作的反应堆控 制棒组位置调节； • 冷却剂硼酸浓度调节。 控制系统的性能衡量指标：
• 超调量；
• 衰减率； • 调整时间。
（后续循环） 24X53
SA1 SA2 SB1 SB2 SC
•控 制 棒 分 布 图
• 功率棒 开环 • R棒 闭环 • 调硼 闭环
快 快 慢
粗调 精调
功率调节棒棒位整定值与堆功率的关系
控制棒组件移动程序
插棒顺序为：
G1→G1+G2→G2→G2+N1→N1+N2→N2
其原则是先插吸收率小的棒组，后插吸收率较大的棒组。最 优的重叠步数为：在第一循环，重叠步数为90步；第二循环及
SB
SC
在模式G中，控制棒组件有四组重叠工作的棒束组件：
N1、N2、G1、G2 、R。
类别 组 G1 调 节 棒 灰 棒 G2 N1 N2 黑棒 停堆棒 R SA SB SC 子组 G1 G21 G22 N11 N12 N21 N22 R1 R2 棒束数目 4、 4 4、 4 4、 4 4、 4 4、 4 4、 1 4、 4 4 （第一循环） 24X49 总吸收棒数
调节器。主通道是平均温度定值和测量通道构成的闭环通道。
它的组成设备有：
控制棒逻辑控制装置；
大功率可控硅整流装置和控制棒驱动机构等。
反应堆功率调节系统有两个基本目的：
一、能使反应堆输出功率与负荷需求相适应；
二、当有内、外扰动加入反应堆时，能够消除扰动的作用。
设 m -慢化剂温度系数产生的反应性；
rod -控制棒移动产生的反应性；
以后循环为：
。
N2/N1/G2/G1:90/90/100
棒组件移动重叠程序如下图所示。
第一循环
单组棒步数
225
140
5
0
135 220
270 355
405 490
625
功率棒组重叠步数
第二循环及以后循环
单组棒步数
225
N2
140 130
N1
G2
G1
5
0
135
220
270 355 395
490
615
反应堆功率控制
• • • • • 冷却剂的T、P变化反应功率间的不平衡 TAVG为主被调量（反应堆惯性大） 控制棒的升降 一回冷却剂硼酸浓度 启、停、运行
一、压水堆核电厂功率控制的功能
• 反应堆的启停、功率升降、维持稳态运行 • 负荷不得超过100%FP，允许±10%FP阶跃变化，允 许5%FP/min的速率连续变化 • 实现功率分布控制 • 抵消反应性变化 • NSSS为保证电网要求，可适应一定运行暂态 • 运行暂态或设备故障，调节，保护不动作
对压水堆功率调节系统而言，核功率超调与冷却剂平均温
度超调同样是衡量控制系统性能的重要指标。下表列出了美
国两座核电站的相关情况。
项目 热工最大超功率% 核功率保护定值% 额定功率% 功率超调量% 电离室误差% 整定值的复现性及漂移 土尔凯核电站 12 106.5 100 3.0 1.5 2.0 萨莱核电站 18 111.0 100 3.0 4.0 4.0
f -燃料温度系数产生的反应性；
功能
• 1.启动反应堆、维持恒定功率水平、 升降功率及其停闭反应堆； • 2.调节反应堆功率使之与负荷要求一 致； • 3.调整反应堆轴向功率分布； • 4.补偿在功率范围内由于冷却剂温度 变化引起的反应性变化以及补偿与功 率系数有关的反应性变化。
控制棒组件结构
每个控制棒组件一般由24根吸收中子的棒组成，
每个棒束组件有一根驱动杆，由驱动机构带动。在
一个棒束组件移动过程中，这些吸收中子的棒在组
件的24根导向管中滑动。
典型的900MW压水堆核电站棒束组件共53个。
模式A运行的反应堆共有32个调节棒束组件和21
ห้องสมุดไป่ตู้
个停堆棒束组件；
模式G运行的反应堆有8个R棒束组件、16个N棒束
组件、12个G棒束组件和17个停堆棒束组件。
二、压水堆核电厂功率控制基本要求
• 一回适应二回 • 参数正常
• • • • • • • •
汽轮机跟踪电网负荷需求 反应堆输出功率跟踪电厂总功率变化 稳定工况：最优 TAVG变化在限值内 一回排出液体尽可能少 主蒸汽PS在限值内 控制棒动作不能频繁 主蒸汽安全阀不能动作
11.2 控制棒组件 • 反应堆功率由中子注量率决定 • 移动控制棒组件 • 调硼
11 反应堆功率控制系统
• 负荷功率与反应堆功率平衡 • 电网负荷←发动机功率←反 应堆功率 • 反应堆功率控制 • 过程参数控制
11.1 压水堆核电厂功率控制概述
• • • • • • • • • 包括： 反应堆功率控制系统 反应堆冷却剂平均温度调节系统 稳压器压力控制系统 稳压器水位控制系统 蒸汽发生器水位调节系统 汽轮机转速调节系统 发动机励磁和电压调节系统 旁路控制系统
由上表可见，正常运行时功率超调量应小于3%FP。冷却剂 平均温度的超调量一般不应大于2.5℃，此外还要求过渡过程 不出现震荡。
由于大亚湾核电站是给广东电网、香港电网供电，所以采
用模式G运行，达到电网调节的要求。 模式G是负荷跟踪运行控制方式，是通过调节功率棒喝R棒 以及调节慢化剂硼酸浓度实现对反应性进行控制的。功率棒 是由G棒和N棒组成。