福清核電M310機(jī)組短時(shí)深度降功率運(yùn)行分析

藺宏杰

摘要：隨著核電機(jī)組裝機(jī)容量的逐步增加，核電占全國總發(fā)電量比例逐步上升，在2018年度核電占全國總發(fā)電量比例已經(jīng)達(dá)到4.2%。在核電發(fā)電量占比增加的情況下，核電參與調(diào)峰逐漸會(huì)成為常態(tài)，尤其在福清核電所在的福建電網(wǎng)用電負(fù)荷較小的情況下福清核電調(diào)峰形勢會(huì)更加嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞：深度降功率 燃料可靠性管理 核電機(jī)組調(diào)峰

一、福清核電短時(shí)深度調(diào)峰背景

隨著核電機(jī)組裝機(jī)容量的逐步增加，核電占全國總發(fā)電量比例逐步上升，在2018年度核電占全國總發(fā)電量比例已經(jīng)達(dá)到4.2%。福建電網(wǎng)用電負(fù)荷相對(duì)較小，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差較大，調(diào)峰形勢較為嚴(yán)重，節(jié)假日期間福建電網(wǎng)負(fù)荷較低，福清核電為了避免因?yàn)檎{(diào)峰停機(jī)，與福建電網(wǎng)溝通假期短時(shí)深度降功率。具體實(shí)施方法為：在假期第一天凌晨安排4臺(tái)運(yùn)行機(jī)組短時(shí)降功率至545MW的深度降功率運(yùn)行4～5小時(shí)后恢復(fù)高功率運(yùn)行，假期第二天凌晨視電網(wǎng)負(fù)荷情況來確定是否再安排運(yùn)行機(jī)組短時(shí)降功率至545MW左右運(yùn)行4～5小時(shí)。

二、福清核電M310機(jī)組短時(shí)深度降功率運(yùn)行分析

本文從深度降功率期間機(jī)組的運(yùn)行控制、重大設(shè)備運(yùn)行管理、燃料可靠性管理、機(jī)組調(diào)峰期間與電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)溝通等方面進(jìn)行分析，確定合理可行的方案。

（一）深度降功率運(yùn)行控制方案

1.升降功率速率控制：升降功率速率需根據(jù)技術(shù)規(guī)范的要求、機(jī)組當(dāng)前重要缺陷、△1控制以及降功率的方式（G棒跟隨降功率或者硼化降功率）綜合給出。在機(jī)組無影響升降功率的缺陷的情況下，速率可以適當(dāng)增加。此時(shí)主要考慮△1控制，需根據(jù)物理的控制方案給出。采用G棒跟隨降功率時(shí)，需考慮G棒在堆芯的時(shí)間是否滿規(guī)范的要求;采用硼化降功率時(shí)，建議降功率速率不超過2MW/min。

2軸向功率偏差控制：功率大于15%時(shí)，任何24小時(shí)內(nèi)，G棒插入的時(shí)間限制為12小時(shí);R棒離低低限值有足夠的裕度，至少4步;禁止△1到達(dá)右限制線。

3長期低功率運(yùn)行時(shí)△1參考線福清核電廠低功率運(yùn)行小于3天△1參考線不作修改，長于3天視機(jī)組運(yùn)行是否可能超限再?zèng)Q定是否修改△1參考線。

（二）重大設(shè)備管理

1.堆芯控制棒動(dòng)作管理：福清核電R棒棒位：≤運(yùn)行帶上限，主控?zé)oRGL404KA報(bào)警。如R棒棒位超出運(yùn)行帶上限，主控產(chǎn)生RGL404KA報(bào)警，由燃料物理評(píng)估堆芯狀態(tài)，制訂應(yīng)對(duì)措施。R棒棒位：≥運(yùn)行帶上限，主控?zé)oRGL403KA報(bào)警。如R棒棒位超出運(yùn)行帶上限，主控產(chǎn)生RGL404KA報(bào)警，由燃料物理評(píng)估堆芯狀態(tài)，制訂應(yīng)對(duì)措施。R棒棒位：≤低行程限制，主控?zé)oRGL401KA或RGL402KA報(bào)警。如R棒棒位超出低行程限制，由燃料物理評(píng)估堆芯狀態(tài)，制訂應(yīng)對(duì)措施。如主控出現(xiàn)RGL001KA等運(yùn)行故障報(bào)警，提出工作申請(qǐng)，對(duì)測量柜，處理柜進(jìn)行檢查。主控?zé)oCCS運(yùn)行故障、C1-C4、C21、C22、超溫△T、超功率△T等控制棒相關(guān)報(bào)警，若出現(xiàn)由燃料物理評(píng)估堆芯狀態(tài)，如果出現(xiàn)瞬態(tài)由當(dāng)班值長按報(bào)警規(guī)程處置，運(yùn)行召集相關(guān)專業(yè)討論制訂應(yīng)對(duì)措施。

2.汽輪機(jī)振動(dòng)管理：根據(jù)福清核電3/4號(hào)機(jī)在停機(jī)降功率過程中，機(jī)組以3MW/mln的速率降功率，容易出現(xiàn)汽輪機(jī)1/2瓦振動(dòng)快速上漲。因此，應(yīng)盡量控制降功率速率不超過3MW/min。建議機(jī)組連續(xù)降功率時(shí)，功率大于300MW的階段，降功率速率控制在0.5-3MW/min，300MW以下時(shí)，速率控制在0.5-1MW/min。

3常規(guī)島管線振動(dòng)管理：根據(jù)福清核電機(jī)組升降功率實(shí)踐，1～4號(hào)機(jī)組常規(guī)島未出現(xiàn)管線振動(dòng)異常現(xiàn)象。機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行期間，相關(guān)部門需加強(qiáng)常規(guī)島管線、設(shè)備巡視及振動(dòng)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)組織處理。

（三）燃料可靠性管理

1.低功率下△1ref及R棒控制：福清核電在機(jī)組545MWe功率下，功率控制棒插入堆芯，功率控制棒插入堆芯時(shí)間不能超過12個(gè)小時(shí)，有如下限制：（1）升降功率速率不低于2MWe/min;（2）在545MWe停留時(shí)間不超過5小時(shí)。同時(shí)，當(dāng)功率穩(wěn)定在836MWe時(shí)，R棒存在超調(diào)節(jié)帶或低限現(xiàn)象，在△1可以控制的前提下盡量不進(jìn)行△1ref修改。在同時(shí)滿足如下條件，進(jìn)行△1ref修改：（1）低功率運(yùn)行時(shí)間大于3天;（2）△1ref<1%FP（△1ref最多設(shè)置為1%FP）：（3）R棒低于低限且△1進(jìn)入C21預(yù)報(bào)警。2與功率相關(guān)的定期物理試驗(yàn)：福清核電機(jī)組部分定期物理試驗(yàn)建議在滿功率執(zhí)行，建議調(diào)峰運(yùn)行期間避開該定期試驗(yàn)（通過在定期試驗(yàn)裕度內(nèi)調(diào)整）。3期間需要記錄的系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)清單：福清核電機(jī)組反應(yīng)堆功率、控制棒棒位、軸向功率偏差等參數(shù)需要記錄，以便于后續(xù)分析。

（四）機(jī)組調(diào)峰期間與福建電網(wǎng)溝通

機(jī)組短時(shí)深度降功率運(yùn)行前，生產(chǎn)計(jì)劃處提前做好與福建省調(diào)調(diào)度計(jì)劃處的溝通，向省調(diào)調(diào)度計(jì)劃處提交書面聲明，要求控制機(jī)組短時(shí)深度降功率運(yùn)行不超過5小時(shí)，機(jī)組從545MW功率升回836/820MW穩(wěn)定運(yùn)行12小時(shí)以上才能再次降功率至545MW運(yùn)行。生產(chǎn)計(jì)劃處填報(bào)此次機(jī)組短時(shí)深度降功率運(yùn)行的涉網(wǎng)檢修申請(qǐng)單，征得省調(diào)期間個(gè)別機(jī)組出現(xiàn)異常情況在545MWe基礎(chǔ)上升回至836/820MWe或降低功率運(yùn)行甚至與電網(wǎng)解列以緩解缺陷影響或處理缺陷的同意。機(jī)組短時(shí)深度降功率期間，運(yùn)行一處主控室運(yùn)行當(dāng)班值做好與福建省調(diào)調(diào)度臺(tái)的溝通，緊急情況下向省調(diào)申請(qǐng)將機(jī)組功率升回至836/820MWe或降低功率運(yùn)行甚至與電網(wǎng)解列，以緩解控制缺陷影響或處理缺陷。

三、總結(jié)

從福清核電所面臨的機(jī)組調(diào)峰形勢、機(jī)組深度降功率期間機(jī)組的運(yùn)行控制、機(jī)組重大設(shè)備運(yùn)行管理、燃料可靠性管理、機(jī)組調(diào)峰期間與電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)溝通等方面進(jìn)行分析，得出控制結(jié)論，根據(jù)分析的結(jié)果執(zhí)行了切實(shí)可行的控制方案，可以很好指導(dǎo)福清核電深度調(diào)峰期間福清核電機(jī)組運(yùn)行控制。