11功率控制要点

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11反应堆功率控制系统负荷电力和核反应堆电力的平衡电网负荷发动机功率相反应炉功率反应堆功率控制工艺参数控制

11.1核电站电力控制概述包括以下内容：反应堆功率控制系统

核反应堆冷却水平均温度调节系统调节器压力控制系统

调节器水位控制系统蒸汽发生器水位调节系统汽轮机转速调节系统发动机励磁电压调节系统旁路控制系统反应堆功率控制

冷却剂t、p变化反应功率间的不平衡• TAVG为主调量(核反应堆惯性大) )。控制棒的升降一次冷却剂硼酸浓度起动、停止、运转

一.核电站电力控制的功能

核反应堆启停、电力升降、维持正常运转

负荷不能超过100%FP。允许10%FP的步进变化。允许缓慢5%FP/min的速度连续变化实现功率分配控制抵消反应性的变化

• NSSS为保证电网要求，能适应一定的运行暂态保护运转的过渡状态和设备的故障、调节、不动作二.核电站电力控制的基本要求一次适应两次参数正常

汽轮机跟踪电网负荷需求

反应堆输出功率跟踪电厂总功率变化稳定工况：最佳

• TAVG的变化在限制值内一次排出的液体尽可能少主蒸汽PS在限制值内控制棒的动作不能频繁进行主蒸汽安全阀不工作11.2控制棒组件反应堆功率由中子注入率决定移动控制棒组件

调合硼功能

1 .启动反应堆，维持一定功率水平，升降功率及其停炉2 .调节反应堆功率，使其达到负载要求1符合；

3 .调整反应堆轴向功率分布4 .电力范围内制冷剂温度补偿变化引起的反应性变化、补偿和工作关于率系数的反应性的变化。控制棒组件结构各控制棒组件通常由24根吸收中子的棒构成，每个棒束组件都有一个驱动杆，由驱动机构驱动。在在一个棒束组件移动期间，吸收这些中子的棒成组的24根导管中滑动。典型的900MW核电站棒束组件共有53个。在模式a下运行的核反应堆有32个调节棒束组件和21停止棒束组件；

模式g运行的核反应堆有8个r棒束组件、16个n棒束组件、12个g棒束组件、17个停止棒束组件。a型控制棒组件的成组与放置模式a共有53根黑棒组装体，其中32根调节棒为a、b、c、D组，每组分为两个子组。下表：类别组子组棒束数的总吸收棒数调调

节

好吃

A 4、424X53B 4、4C 4、4D 4、4停下来堆

好吃

四、四四、四四、一AsBsCs

A1 A2B1 B2C1C2D1D2A1

S A2sB1

S B 2sC1

S C 2S

在“g”模式中，控制棒组件有四组重叠工作的棒束组件。N1，N2，G1，G2，r。类别组子组棒束数的总吸收棒数调调

节

好吃灰烬好吃

g1g14，4(第一循环)24X49(后续周期)24X53

g2g21 g22 4，4n1n11 n12 4，4N2 N21 N22 4、4黑棒R R1 R2 4、4拦腰截断sa sa1 sa2 4，1SB SB1 SB2 4、4SC SC 4

•

控制棒分布图动力杆开环快点调粗r-闭环高速微调减慢硼闭环

功率调节棒棒位置整定值与炉功率的关系控制棒组件移动程序棒的顺序如下。

G1G1 G2G2G2 N1N1 N2N2原则上先插入吸收率小的棒，然后插入吸收率大的棒。最优的重叠步数在第一个循环中，重叠步数为90步。第二循环及今后按以下方式循环。N2/N1/G2/G1:90/90/100棒组件移动重叠步骤如下图所示。625弹力棒组的重叠步数

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弹力棒组的重叠步数

0 135 220 270 355 395 490 615 5130 140 225 N2 N1 G2 G1单组棒步数第2个循环以后的循环11.3压水堆功率控制系统核心系统

核电站的电力调整装置如下所示

发电机功率调整及所属汽轮机主汽阀开度调整；核反应堆冷却剂的平均温度调节和相应动作的核反应堆控制棒组位置调节；硼酸浓度调节。控制系统性能指标：过调量；

衰减率；调整时间。

压水堆功率调节系统中，核功率过冲和冷却剂平均温度过冲也是衡量控制系统性能的重要指标。下表显示了美国家两个核电站的有关情况。项目土尔凯核电站萨莱核电站热工最大超能力% 12 18

核心能力保护值% 106.5 111.0额定功率% 100 100过电量% 3.0 3.0电离误差% 1.5 4.0整定值的重复性和漂移2.0 4.0

由上表可知，正常运行时的功率超调量小于3%FP。冷却剂平均温度超调量一般不应超过2.5，还需要过渡过程不震动。大亚湾核电厂为广东电网、香港电网供电，故已获采用按g模式运行，满足电网调节要求。

模式g是负荷跟踪运行控制方式，通过调节动力棒来喝r棒以及调节慢化剂硼酸浓度控制反应性。强力棒由g棒和n棒制成。压水堆功率控制原理

1、压水堆核功率传递函数

设n(s )为堆的核功率传递函数：

式中稳态功率水平，lp为中子寿命、缓发中子份额；先驱核衰变常数。0611

（）

LPS1/LP(s ) i iIq

美国全国广播公司 ==

q0II2、模式a功率控制

在模式a下，反应堆功率调节系统以平均温度为中心调节量的冷却剂平均温度调节系统。主要是三通道的非线性调节器。主通道是由平均温度值和测量通道组成的闭环通道。其构成设备如下控制棒逻辑控制装置；

大功率晶闸管整流装置和控制棒驱动机构等。反应堆功率调节系统有两个基本目的一、能使反应堆出力适应负荷需要；二、内外扰动进入反应堆时，有消除扰动的作用。-根据慢化剂温度系数设定反应性；控制棒移动引起的反应性基于燃料温度系数的反应性K-汽轮机蒸汽阀的开度。m

rod f

首先假设负荷增加时，汽轮机发电机组转速(或频率)减少

很小，在调速器的作用下，加大了汽轮机蒸汽阀的开度k。如果是这样的话这些协调过程包括：结果表明，反应堆的输出功率跟随负荷的需求。av f ) ) pffpths ) ) )。蒸汽流量m

rod fpn

pnPH

将外侧卷绕反应性添加到核反应堆中时，其调节过程如下最后调节的结果是，使核反应堆的电力恢复到原来的水平。exexP T T n f av rodm

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3、模式g功率控制

此时，反应堆功率控制系统分为两部分。用汽轮机负荷信号控制的电力控制系统

这是一个开环系统，由控制电路和监控电路组成。控制过程是由一条基本刻度曲线给出的负载功率和功率控制棒的根据位置确定棒组的定位，根据汽机负荷信号和棒位的计算的定值关系，与实测位置进行比较，生成控制功率条组移动的方向和速度。11.4平均温度控制

这是一个闭环系统，由平均温度控制电路和功率失配前馈电路组成。基本的动态要求是额定负载10%FP下的阶跃变化和5%/min的线性变化的瞬变条件下，在15%FP-100%FP范围内，系统可自动调节平均温度温度达到一定的温度。控制过程：控制回路产生棒束速度和方向信号，汽机负荷产生平均温度度参考定值曲线，产生非线性增益和核功率的偏差。最后给你棒驱动的模拟信号和双向逻辑信号。

11.5控制棒位置监测系统线圈(初级、次级、同名端) )。处理电路代码(格雷码) )。环境恶劣(放射性) )。精度低(能满足要求)可靠性高11.6硼酸浓度控制调节硼酸的优点：减少控制棒的数量轴向功率分布的改善简化堆芯设计提高核反应堆的备用反应性一.硼酸调节系统的作用

为了反应性控制(化学补偿控制)，调整核反应堆冷却剂的硼浓度；

减少反应堆冷却剂中腐蚀产物及裂变产物的浓度向反应堆冷却水泵轴封提供高压轴封水灌注反应堆冷却系统，冷时提供反应堆冷却剂系统统一加压的高压水源，核反应堆冷却系统处于热状态时稳定压器里的水位。二.硼酸浓度控制方式自动模式

稀释方式硼添加方式手动补给方式

改变硼酸浓度时，应经常采样检测浓度变化和地点的调节棒束的移动及其电路的平均温度变化。三.硼酸浓度控制系统控制系统

纯水的制备

硼添加装置(泵) )回收装置压水堆功率控制系统

压水堆功率调节系统是核电站控制的核心系统决定了核电站的整体状态。核电站的电力调整装置如下所示发电机功率调整及所属汽轮机主汽阀开度调整；核反应堆冷却剂的平均温度调节和相应动作的核反应堆控制棒组位置调节；硼酸浓度调节。控制系统性能指标：过调量；

衰减率；调整时间。压水堆功率控制原理