AP1000反应堆功率控制系统棒联锁逻辑分析

堆功率控制系统设计要求，对Ａ Ｐ １ Ｏ ０ ０ 反应堆功率控制系统的控制棒联锁逻辑原始设计进行详细分析 ，同时结 合原始逻辑对改进后的逻辑进行了分析说明。通过分析表明改进后的控制棒联锁逻辑可以在满足总体设计要
求 的前提 下 ，进 一步改善反 应堆控 制 系统的 系统性 能 ，并提 高堆 芯的稳定 性。 关键 词 ：反应 堆 ；功率控 制；棒联 锁逻 辑 中 图分 类号 ：Ｔ Ｌ ３ ６ ２ 文 献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ － ０ １ ３ ３ － ０ ３
控系 统 不 同类 型 的控制 棒 组 。在 系统 功 能设计 上 两者 相
Ａ Ｐ Ｉ Ｏ ０ ０ 反应 堆使 用 分布 于 堆腔 四个 方 向上 的堆 外 功 率 量程 核探 测 器来 进行 反 应堆 功率 测 量 ，每组 堆 外功 率 量 程探 测器 包 括上 、下两 个探 测器 ，分别 通过 测量 堆 芯 泄 露 中子率 来 探测 以堆 芯 中断 面 为分 界 的堆芯 上 、下 部 功率。
如 前 所 述 ， 反应 堆 正 常 运 行 过 程 中 ，棒 控 系 统 将 独 立 接 收 来 自Ｔ ａ ｖ ｇ 控 制 和Ａ Ｏ 控 制 输 出 的Ｍ 棒 和Ａ ０ 棒 动 Hale Waihona Puke Baidu 指 令 ，Ｍ 棒 移动 （ 提 棒 或插 棒 ）将 闭锁 Ａ Ｏ 棒移动 （ 提 棒 或 插 棒 ） ，直 至 Ｍ 棒 动 作 指令 结 束 。此 控 制 策 略体 现 了 Ｔ ａ ｖ ｇ 控制 要优 先Ａ ０ 控 制 ，在某 一 瞬态 均有 Ｔ ａ ｖ ｇ 和Ａ ０ 调 节
需求 时 ，只有 先完 成Ｔ ａ ｖ ｇ 调 节后 才 能进行Ａ ０ 调节。
我 们 知道 ：理想 均 匀裸 堆 模型 的轴 向热 中子 通量 密 度 分布 呈 对 称 于 反 应 堆 半 高 度 断 面 的 余 弦 函 数 ，径 向
中子通量密度分布近似为对称于反应堆中心的贝塞尔函
数 。实 际的反 应 堆堆 芯虽 然 是非 均匀 的 ，但 由于 燃料 轴 向装载 一 般是 均匀 的 ，燃 料 组件 的结 构也 是 均匀 的 ，所 以在热 态 零功 率 下 （ 近似 认 为热 段冷 段无 温 差 ），理 论 上 与 实 际上 的反应 堆 轴 向 中子 通 量密 度分 布形 状 相似 ，
本文 不做 分 析 。接 口２ ）即为 实现Ｍ 棒 组 动作 优先 于Ａ Ｏ 棒 组 动作 的棒 联锁 设 计 ，Ｍ 棒 动作 指 令将 直 接 作 为 闭锁Ａ ０
棒 移动 的条 件之 一 ，本 文重 点对 此联锁 设计 进行分 析 。
２ 控制 要 求及 棒联 锁逻 辑分 析
２ ． １ 反 应堆 控 制要 求
ＡＰ １ ０ ０ ０ 反 应堆 功率控制系统棒联锁逻辑分析
魏 永斌
（ 中核 集 团三 门核 电有 限公 司，浙江 三 门 ３ １ ７ １ １ ２）
摘 要 ：文章在 介 绍Ａ Ｐ １ ０ Ｏ ０ 核反 应 堆功 率控 制 系统的基 础上 ，分 析说 明 了核 反应 堆 功率控 制要 求及 Ａ Ｐ １ Ｏ ０ Ｏ 反 应
对独 立 ，但 在 实 际控制 执 行 中 ，两 者 存在 逻辑 接 口。西 屋原 设计 中两个 子系 统 的逻辑 接 口包括 ：
所测的反应堆上下部功率之差 （ 反应堆功率轴向偏差 ） 与系统设定偏差带之间的偏移量来计算并输出控制，调 节反应堆轴 向功率偏移控制棒组 （ Ａ Ｏ 棒组 ）按固定速率
（ ８ 步／ 分 ）在 堆芯 移 动 ，从而 维 持轴 向功 率偏 差 在要 求
的偏 差 控制 带 内 。
都可 以用垂直余 弦函数 近似表 示轴 向中子通量密度 分
２ ０ １ ４ 年第８ 期
（ 总 第 ２ ８ ７ 期 ）
中阖高 新竣 才 、 业
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ＮＯ ． ８ ． ２ ０１ ４
（ Ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｏ ． ２ ８ ７）
ｌ 概述
反应 堆 功率 控制 系 统用 于 维持 和 调节 反 应堆 堆 芯参 数 在 设计 要 求范 围 内 ，以确 保 反应 堆按 照 电厂 功率 要求 输 出热 功 率 。作 为主 要 过程 控制 系 统之 一 ，反 应堆 功率 控 制系 统 的控 制逻 辑设 计对 电厂 稳 定运 行至 关重 要 。 Ａ Ｐ Ｉ Ｏ ０ ０ 反应 堆 功率 控 制系 统包 括 两个 子 系 统 ：反应 堆冷却剂平均温度 （ Ｔ ａ ｖ ｇ ）控 制 子 系 统 和 反 应 堆 轴 向 功 率偏 移 （ Ａ ０ ）控 制 子 系统 （ 以下 简称Ｔ ａ ｖ ｇ 控 制和Ａ ０ 控 制 ）。Ｔ ａ ｖ ｇ 控 制 响应 二 回路 负荷 要 求 ，根据 一 回路 工艺 过 程实 测温 度 值 与二 回路 要求 值 之 间 的偏 差 计算 并输 出 控 制 ， 调节 反 应 堆 功 率控 制 棒 组 （ Ｍ 棒 组 ）按 一 定速 率 （ ８ 步／ 分 至７ ２ 步／ 分 ）在 堆 芯移 动 ，从 而实 现 维 持或 调 节 反应 堆冷 却 剂平 均温 度 在程 序 设定 值 的 目的 ，Ｔ ａ ｖ ｇ 控 制 即反 应堆 输 出热 功 率控 制 。Ａ ０ 控制 根据 堆 外核 测仪 表
布 。反应 堆带 功率 运 行 时的轴 向中子 通量 密度 受控 制 棒 棒 位 、功 率水 平 、堆 芯燃 耗 、氙 的再 分布 等 多种 因素 的
影响。
反 应堆 稳 定运 行及 瞬态 过程 中，Ｔ ａ ｖ ｇ 控制 子 系统 和 Ａ ０ 控 制 子系 统 同 时独立 采 集不 同的堆 芯参 数 ， 响应不 同 的控 制 要求 ，逻辑 上独 立 运算 ，最 终 输 出控制 指 令至 棒