高加單列隔離對(duì)機(jī)組的影響

高建平

【摘 要】本文通過某核電廠2號(hào)機(jī)組高壓加熱器B列隔離前后的參數(shù)對(duì)比，以及高加隔離前后機(jī)組總效率計(jì)算，得出高加單列隔離后維持核功率不變所需電功率降負(fù)荷數(shù)值，為操縱員瞬態(tài)響應(yīng)提供依據(jù)。

【關(guān)鍵字】高加；隔離；效率；核功率；電功率

中圖分類號(hào)： TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2457（2018）06-0109-002

【Abstract】This paper compares the parameters before and after isolation of the B-column high-pressure heater of the No.2 unit of a nuclear power plant， and calculates the total efficiency of the unit before and after the high-plus-isolation， and obtains the value of the electric power reduction load required to maintain the nuclear power unchanged after isolation and isolation.

【Key words】High-voltage；Isolation； Efficiency； Nuclear power； Electric power

2018年1月，某核電廠2號(hào)機(jī)組高壓加熱器因液位計(jì)故障導(dǎo)致2AHP高加B列隔離，高加隔離后，因機(jī)組效率下降，為避免核功率超限，操縱員緊急降低電功率至1053MW；故障處理完成后，重新投入B列高加，升功率至滿負(fù)荷1089MW。高壓加熱器隔離是核電廠典型的一種運(yùn)行瞬態(tài)，針對(duì)此類瞬態(tài)的運(yùn)行響應(yīng)也是核電站操縱員必備的技能，但目前的運(yùn)行處理規(guī)程中沒有明確給出高壓加熱器隔離后降功率數(shù)值，本文通過比較高加隔離前后機(jī)組相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的變化，分析高加單列隔離對(duì)機(jī)組重要參數(shù)及效率的影響，為操縱員瞬態(tài)響應(yīng)提供理論依據(jù)。

背景介紹：該核電機(jī)組設(shè)有2列高壓加熱器，每列2組加熱器，采用汽輪機(jī)高壓缸抽汽作為加熱蒸汽。正常運(yùn)行時(shí)加熱蒸汽走殼側(cè)，主給水走管側(cè)，加熱蒸汽冷凝后逐級(jí)自流最后返回除氧器；高壓加熱器液位高高時(shí)自動(dòng)隔離，高壓缸抽汽閥門聯(lián)鎖關(guān)閉。

1 高加單列隔離對(duì)機(jī)組效率的影響

1.1 2AHP高加B列隔離前：

方法一：直接計(jì)算效率

機(jī)組熱功率為：Pth=2868MW

機(jī)組電功率為：W=1089MW

則機(jī)組總效率：η=1089/2868=37.97%。

方法二：由熱力參數(shù)校核計(jì)算效率（參數(shù)見附表1）

Pth=Q*（h1-h0）

其中：Q=5727T/h

根據(jù)附表1查閱焓熵圖可知：h0=969.93kJ/kg；h1=2776.91kJ/kgPth=Q*（h1-h0）=5727*1000÷3600*（2776.91-969.93）=2874.6MW則：η=1089/2874.6=37.88%

倆種方法計(jì)算的效率偏差很小，可信度較高。

表1 單列高加隔離前后主要參數(shù)變化

1.2 2AHP高加B列隔離后：

方法一：直接計(jì)算效率

機(jī)組熱功率為：Pth=2852MW

機(jī)組電功率為：W=1053MW

則機(jī)組總效率：η=1053/2852=36.92%。

方法二：由熱力參數(shù)校核計(jì)算效率（參數(shù)見附表1）

Pth=Q*（h1-h0）

其中：Q=5301T/h

根據(jù)附表1查閱焓熵圖可知：h0=832.64kJ/kg；h1=2777.04kJ/kg；Pth=Q*（h1-h0）=5301*1000÷3600*（2777.04-832.64）=2863.1MW

則：η==1053/2863.1=36.78%

倆種方法計(jì)算的效率偏差很小，可信度較高。

2 高加單列隔離對(duì)機(jī)組出力的影響

由上節(jié)計(jì)算可知，因高加隔離導(dǎo)致機(jī)組效率下降，若保持機(jī)組電功率不變，則機(jī)組核功率可能超出技術(shù)規(guī)范102%Pn的限制，因此機(jī)組發(fā)生單列高加隔離時(shí)，需操縱員立即手動(dòng)降功率，以保持核功率在限制值內(nèi)。

正常運(yùn)行時(shí)：機(jī)組總效率η1=37.925%（取倆種計(jì)算方法均值）

高加單列隔離后：機(jī)組總效率η2=36.85%（取倆種計(jì)算方法均值）

反應(yīng)堆額定熱功率Pth=2895MW，假設(shè)高加隔離前后，反應(yīng)堆功率不變，維持額定值，則機(jī)組因效率變化導(dǎo)致的電功率變化ΔP=Pth*（η1-η2）=2895*（0.37925-0.3685）=31MW（取均值），ΔPmax=Pth*（η1max-η2min）=2895*（0.3797-0.3678）=34.45MW（取最大值）；

綜上，高加單列隔離后，為維持機(jī)組核功率不變，機(jī)組電功率需降低31-35MW，以滿足技術(shù)規(guī)范的限制要求。

3 高加單列隔離對(duì)機(jī)組的其他影響

3.1 主蒸汽：

由附表1參數(shù)可知高加單列隔離后，主蒸汽壓力稍降，但主蒸汽溫度不變，主蒸汽仍為飽和蒸汽，對(duì)下游汽輪機(jī)的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生附加影響。

3.2 除氧器：

高加單列隔離后，因返回除氧器的排氣、疏水量減少，導(dǎo)致除氧器溫度、壓力微降，但除氧器仍處于飽和狀態(tài)，溫度、壓力參數(shù)也在額定范圍內(nèi)，操縱員不需進(jìn)行額外干預(yù)。

3.3 凝結(jié)水：

因高加隔離后，MSR的高溫疏水直接排往凝汽器導(dǎo)致凝汽器熱源增加，凝結(jié)水溫度升高，凝汽器真空升高，以上參數(shù)變化幅度較小且在額定范圍內(nèi)，對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行沒有影響，也不需操縱員手動(dòng)干預(yù)；但因除氧器接收的疏水排氣減少，為維持其液位穩(wěn)定，所需凝結(jié)水的流量升高，如附圖2中，高加隔離前凝結(jié)水流量穩(wěn)定在3500T/h，高加單列隔離后凝結(jié)水流量立即升高至接近3900T/h（額定值3916T/h），之后隨著電功率降低逐漸下降并穩(wěn)定在3600-3850T/h之間；由此可見高加隔離后凝結(jié)水泵有超出額定流量的風(fēng)險(xiǎn)，需操縱員密切關(guān)注，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，防止凝結(jié)水泵超流量。

4 結(jié)論

綜合以上分析可知，高加單列隔離后因主給水加熱汽源減少，導(dǎo)致主給水溫度顯著降低，因此機(jī)組總效率下降，為防止機(jī)組核功率超出限值，操縱員需將電功率降低31-35MW，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，另外高加隔離后進(jìn)入除氧器的疏水及排氣減少，凝結(jié)水流量上升，凝結(jié)水泵有超出額定流量的風(fēng)險(xiǎn)，需操縱員密切關(guān)注，必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，防止凝結(jié)水泵超流量。