核电站动态试验设置

徐 皎

(江苏核电有限公司，江苏 连云港 222042)

1 设置目的

动态试验是核电站功率试验阶段的重要调试内容，目的是系统性的检验机组主要调节器性能，检查动态过程中机组主要工艺参数和堆芯热工物理参数的变化范围是否符合设计要求，同时检查相关工艺联锁和保护设置是否合理、正确动作，根据试验结果对工艺设备参数或控制调节逻辑进行适当的调整或变更。同时合理安排试验项目尽可能减少机组的动态过程和重要设备的启停次数。

2 试验分类

根据试验所要验证的主要对象和参数，一般核电站动态试验可归类为以下6 类：

第一类：堆芯热工物理相关试验。 主要验证一回路冷却剂建立自然循环能力及确定各环路间冷却剂搅混因子。由于试验结果取决于一回路固有的设计特性，一般在首台机组上进行。

第二类：全厂失电试验。 主要验证应急和机组柴油机自动启动及分级带载功能符合设计；反应堆紧急停堆功能实现；主泵惰走和自然循环时堆芯余热导出的可靠性和有效性。

第三类：停机、停堆试验。 停机试验主要验证汽轮机停机后，能正常触发反应堆快速预保护、预保护（APP、PP1）正确动作，旁排系统正常动作。 停堆试验主要验证反应堆停堆保护和汽轮机保护正确动作，旁排系统正常动作。

第四类：负荷变化试验。 主要验证汽轮机电液控制系统的工作能力及电液控制系统与反应堆控制系统之间动作逻辑匹配性。

第五类：设备故障快速降负荷试验。 切主泵和切给水泵试验主要验证反应堆快速预保护、预保护（APP、PP1）与电液控制系统的动作逻辑匹配性；验证电液控制系统在PP1 动作期间和动作结束后，维持主蒸汽母管压力的能力。切循泵和切凝泵试验主要验证电液控制系统按设计要求降功率到设定值，电液控制系统与反应堆控制系统之间动作逻辑匹配性。

第六类：甩负荷到厂用电试验。 主要验证电液控制系统甩孤岛运行的能力；维持机组带厂用电稳定运行；验证反应堆快速预保护、预保护（APP、PP1）正确动作，降功率到设定值。

3 验证要求

根据设计要求，在机组稳定功率运行时，一、二回路主要参数通过主要调节器（反应堆功率调节器、稳压器液位调节器、蒸汽发生器液位调节器、一回路压力调节器、二回路压力调节器和汽机调速系统等自动装置）来维持。一般核电机组对电网而言是基荷运行方式，主要调节器维持对应功率水平下的各自的被调量。动态试验主要是检验这些主要调节器的协调工作能力。如果一、二回路的功率与负荷平衡，则机组是稳定的，反之，机组必然从一个稳态过渡另一个稳态。动态试验实质就是从一回路或二回路引入功率扰动，人为打破一、二回路的能量平衡，检验机组能否自动恢复能量平衡，在这一过程中起作用的是调节器的调节、相关自动联锁功能动作和操纵员的干预。

某核电站组动态试验引入的一回路功率扰动见表1。

某核电站动态试验引入的二回路功率扰动见表2。

对于关闭主汽门和断开500kV 开关的试验，从一、二回路输入的扰动几乎是同时的。

从引入功率扰动的量大小和速度快慢的角度，我们可以考虑在后续电站调试中减少部分动态试验，见表1 中灰色行。 从机组实际负荷波动大于该值的角度，表2 中灰色行也没必要进行。

表1 动态试验引入的一回路功率扰动

表2 动态试验引入的二回路功率扰动

除了验证功率扰动下主要调试器的性能，动态试验还要确认重要工艺参数的变化现象或设备能够稳定运行的参数范围，考察重要工艺保护和联锁设置是否合适。 例如：汽机旁排和大气释放阀的动作定值，紧急停堆定值（主蒸汽压力、蒸汽发生器液位、稳压器液位、给水流量偏差等），一回路稳压器喷淋定值，蒸汽发生器切除主泵的液位定值， 主给水泵投切的流量联锁定值，反应堆功率限制方面的联锁和保护设置等。

此外还要确认一些物理对象的基本属性。例如：重要保护动作（停堆保护、反应堆快速预保护）的延迟时间，主给水泵切除后反应堆降功率的速度，主汽门关闭的速度，甩负荷到厂用电的速度，切除部分主给水泵后给水流量下降的速度，控制棒的效率，控制棒下落时间，汽机旁排和大气释放阀的流量特性等。

4 遵循原则

核电机组强调安全和质量，核安全是从事一切工作的首要考虑因素。 在设置机组动态试验时首先应当遵循保守的原则。 机组在设计上有若干个稳定功率运行的状态，例如满功率运行、偏环运行、厂用负荷运行、堆功率40%稳定运行、电负荷50%稳定运行等，机组的动态特性随功率水平不同而有差异， 必须在不同功率水平进行各种扰动试验，得到若干试验曲线，以便发现最不利的情况，对调节器参数做出合适的设定。

其次在整体规划动态试验时，要遵循扰动逐渐增大的原则，即先小后大，先易后难，根据各次试验时各个调节器的响应动作、工艺参数变化的各种现象、关键设备的切换、主要联锁的动作情况，能够预判下一个试验存在的潜在风险， 并制定风险控制预案和其它纠正措施，从而逐步达到机组整体动态性能的优化。

5 结论

通过对核电站典型动态试验设置目的、试验分类、验证要求和遵循原则的分析，对一般核电站的动态试验设置有以下建议：在设计阶段应充分考虑尽可能减少机组动态、设备的启停对设备和管道产生的热冲击；在编制试验大纲时应按调节器和机组运行限值的要求合理选取动态试验， 在保证对主要调节器性能和机组运行限值进行充分、全面验证的同时，尽量减少设备的瞬态次数和应力冲击。