核电机组升功率过程中主给水调阀卡涩处理思路

摘 要 蒸汽发生器水位控制在M310压水堆核电机组的控制中属于难点，由于蒸汽发生器水位异常导致的停堆时有发生。蒸汽发生器给水流量调节阀的异常也是导致蒸汽发生器水位异常的一个重要原因。本文通过分析核电机组升功率过程中蒸汽发生器给水流量调节阀卡涩造成的影响和后果，以期得出在发生该类异常时的较为可行的控制方案，保障核电机组的安全稳定运行。

关键词 核电 蒸汽发生器 水位控制

核电机组在国内越来越多，压水堆核电机组的占比较高，其中使用立式蒸汽发生器的核电机组占比较大，蒸汽发生器水位控制也称为核电机组运行控制的难点。

一、背景

为了保证反应堆安全，蒸汽发生器水位设置了与反应堆相关的保护信号。主要有：P7（核功率或汽机功率≥10%）与P14（蒸汽发生器水位超过0.9m）、蒸汽发生器水位<-1.26m、蒸汽发生器水位<-0.9m与对应蒸汽发生器汽水流量失配信号符合等。一般要求蒸汽发生器水位控制在-0.58m—0m之间。

二、升功率过程中蒸汽发生器给水流量控制阀卡涩现象

升功率过程中，因为需求的蒸汽流量逐渐增大，故需要的给水流量也逐渐增大。正常的升功率过程，是给水流量与蒸汽流量同步增大，维持蒸汽发生器水位恒定。一旦主给水调节阀卡涩，给水流量无法持续增大。随后，由于蒸汽流量继续增大，逐步大于给水流量，蒸汽发生器水位逐步下降，当蒸汽发生器水位低于整定水位值的-5%后，出现蒸汽发生器水位低报警以及蒸汽发生器给水流量<蒸汽流量的报警。

升功率过程中，蒸汽发生器水位控制系统会逐步增大蒸汽发生器给水流量调节阀开度以匹配不断增加的蒸汽流量。由于主给水流量调节阀的卡涩，无法增加开度，会由于蒸汽流量增加和蒸汽发生器实际水位与整定水位偏差导致主给水流量调节阀需求开度逐渐增大，直至100%开度。

三、升功率过程中蒸汽发生器给水流量控制阀异常的可能后果

如果不进行人为干预，在较短时间内，反应堆会因为蒸汽发生器水位<-1.26m、蒸汽发生器水位<-0.9m与对应蒸汽发生器汽水流量失配信号符合而停堆。专设安全设施辅助给水泵也会启动。

如果手动调错蒸汽发生器，则调错的蒸汽发生器水位持续上升，直到P14跳机、主给水隔离、停堆（+P7）。

如果干预方向相反，故障蒸汽发生器水位加速下降，直接触发停机、停堆、辅助给水启动。

如果干预太慢，故障蒸汽发生器水位持续下降，低水位（蒸汽发生器水位低3：-1.26m）而跳堆、跳机，A蒸汽发生器电动泵和汽动泵启动。

如果手动干预过量，也可能导致故障蒸汽发生器水位过高P14跳机，主给水隔离，停堆（+P7）。

四、升功率过程中蒸汽发生器给水流量控制阀异常的一般思路

由于不干预、干预过慢及干预过量都容易触发停堆、停机等保护动作，故在手动干预过程中要特别注意以下两个风险：

（一）降功率过多，会使故障蒸汽发生器的主给水流量调节阀由卡低变为卡高，从而导致蒸汽发生器液位高跳机、停堆（+P7）；

（二）干预时调节主给水流量阀门开度过快：也可能导致蒸汽发生器液位高跳机、停堆（+P7）。

一般处理思路如下：1.将水位控制故障故障的蒸汽发生器的主给水流量调节大/旁路阀均置于手动，同时停止升功率；2.若机组处于高功率工况（P>20%PN，此时主给水流量调节旁路阀全开），尝试增大主给水流量调节阀的开度来稳定水位，如果蒸汽发生器给水流量不变，适当降低汽机功率，确认给水流量与蒸汽流量匹配，稳定故障蒸汽发生器水位；3.若机组处于低功率工况（P<20%PN，此时主给水流量调节大阀全关），尝试增大主给水流量旁路阀的开度来稳定水位，如果无效，手动增大主给水流量调节大阀的开度来稳定水位。如果主给水流量调节大阀不可用，通过适当降低汽机功率使给水流量与蒸汽流量匹配，稳定故障蒸汽发生器水位。

五、异常处理的操纵员响应

因为蒸汽发生器给水控制主要是常规岛操纵员职责，故操纵员员响应主要以常规大操纵员为主，其他人员响应统称为其他操纵员。

（一）常规岛操纵员

1.蒸发器汽水失配报警（蒸汽大于给水）、蒸汽发生器水位异常报警出现后，迅速检查故障蒸汽发生器水位、给水流量、蒸汽流量以及主给水流量调节阀需求开度。2.确认故障蒸汽发生器后，立即将故障蒸汽发生器的主给水流量调节阀均置于手动；同时停止升功率。3.若机组处于高功率工况（P>20%PN，此时主给水流量旁路调节阀全开），尝试增大主给水流量调节大阀的开度来稳定水位，如果蒸汽发生器给水流量不变，适当降低汽机功率，确认给水流量与蒸汽流量匹配，稳定故障蒸汽发生器水位；4.若机组处于低功率工况（P<20%PN，此时主给水流量调节大阀全关），尝试增大主给水流量旁路调节阀的开度来稳定水位，如果无效，手动增大主给水流量调节大阀的开度来稳定水位。如果主给水流量调节大阀不可用，立即降低汽机功率使给水流量与蒸汽流量匹配，稳定故障蒸汽发生器水位。

（二）其他操縱员

1.立即通知值长、机组长以及核安全工程师；2.立即要求现场操作员就地核对3台主给水阀开度及阀门状态；3.立即通知维修机械人员和维修仪控人员；4.协助二回路操纵员稳定故障蒸汽发生器水位，并密切监视其余两台SG的水位、给水流量以及主给水流量调节阀门开度；5.升、降功率期间注意监视反应堆功率、稳压器水位、控制棒棒位、一回路平均温度、轴向功率偏差等参数。

六、结论

本文通过梳理核电机组升功率过程中主给水流量调节阀卡涩的现象、机组响应及可能的后果，得出该异常情况下，操纵员的一般响应。需要关注的是，在发现蒸汽发生器水位异常的情况后，如果未核实现场阀门的实际开度就将蒸汽发生器主给水流量调节阀切至手动，可能由于其需求开度在满开度而造成过负荷。建议在核实现场实际开度后，切环换至手动控制，并且将手动开度调整至与现场开度值一致。如果无法确认现场的准确开度，也可以通过主给水流量拐点时的阀门反馈作为依据或参考其他两台蒸汽发生器主给水调节阀开度作为手动开度数值，阀门阀门突然不卡涩造成的瞬态。

参考文献：

[1]温庆邦等.事故处理技术导则[R].福建福清核电有限公司2013.