M310机组稳压器极化喷淋定值调整原理分析

M310机组稳压器极化喷淋定值调整原理分析

司文超

华能海南昌江核电有限公司  海南昌江 572700

摘要：在核电机组稳压器对于一回路的压力控制起着非常重要的作用，其中，稳压器的极化喷淋在机组的日常运行中特别是存在升降负荷的情况下应用广泛，特别是对于一回路的硼浓度改变时的硼均匀化起到了至关重要的作用。因此，文章对机组大修后因为稳压器整体的热工特性改变后而执行的稳压器极化喷淋定值调整原理作了简要分析，对于电厂的安全运行提供有意义的参考价值。

关键词：稳压器；控制；原理；极化运行

  引言

目前国内核电发展势头较好，而核电机组中的控制系统较为复杂。其中稳压器极化喷淋的设置对于电厂中的控制系统来说有着非常重要的地位，但是在实际执行中理论与实际偏差较大，因此，有必要结合相关案例对M310机组稳压器极化喷淋设置的原理及注意事项进行分析，对于后续问题的处理具有借鉴意义。

一、工作的目的：

适用于配合仪控人员确定稳压器压力控制极化运行定值的操作。要求机组处于模式1，模式2稳定功率运行（建议大修后机组满功率一周后执行）。

    试验程序中还要求机组处于以下状态：

-反应堆稳定功率运行。

-三台反应堆冷却剂泵在运行中。

-下列参数在监测中：

.1号喷淋管线温度

.2号喷淋管线温度

.波动管线温度

.稳压器液相温度

.稳压器汽相温度

.环路1温度

.稳压器水位

.稳压器压力

-稳压器水位控制器在自动方式下。

-稳压器压力控制在自动方式下，即：

-比例加热器已通电并由控制器调节。

-通—断加热器已跳闸并处于自动控制

-喷淋阀处于自动控制且已关闭

二、工作原理分析

稳压器加热器为直接浸没的直套管式电加热器。套管上端用塞子焊接密封，下段用连接管座密封。加热器的电阻丝用镍铬合金制造，周围用压紧的氧化镁与套管绝缘。加热器通过焊接在稳压器下封头内侧的贯穿套管安装在稳压器内，由加热器和套管之间的焊接来保证密封。在停堆期间，在放掉稳压器中的水后，每一根电加热器可以单独更换。加热器的最小设计寿命为有效工作时间20000h，因此预期寿命大约20年。

     以国内某M310机组为例，稳压器加热器共设计有60根电加热器，每根功率24KW，分成6组，分别为001、002、003、004、005、006号加热器。其中：003、004号加热器为比例式加热器，功率连续可调，每组有9根加热器，用于补偿稳压器散热损失和联系喷淋所引起的热量损失。001、002号加热器每组有9根加热器，005、006号加热器每组有12根加热器。这四组是通断式加热器，功率不可调。在稳压器压力过低或者水位过高时投入。6组加热器电功率总共为1440KW。

     电加热其和喷淋阀的控制曲线如下图所示：

某M310机组典型的稳压器压力控制模拟简图如图所示：

  参与控制的一回路压力表所在通道包括比例积分微分（PID）调节器。其转移函数为：

K21

调节器将由差压计测量得到的稳压器压力P与其本身设置的整定值Pref（设定为15.4号压力表a（表压））相比较，并将压力偏差P-Pref 进行PID运算。输出信号称补偿压差，记作（P-Pref）补，用来对喷淋阀和比例电加热器实施连续控制，对通断电加热器实施断续控制。

比例电加热器03号加热器和04号加热器的功率分别由函数发生器401和409控制，0～100％的功率对应的补偿压差为＋0.1～－0.1号压力表a，在此之间随补偿压差不同而线性变化。

喷淋阀01号阀门和02号阀门分别由高选单元404和405控制。高选单元从正常压力控制信号和极化信号定值模块中选一个最大值，以保证喷淋阀极化运行时的最小喷淋流量。正常压力控制信号由控制器402和403给出，补偿压差在0.17～0.52号压力表a内变化时，使阀门开度按线性改变。当补偿压差≥0.52号压力表a时，阀门全开。极化信号由特殊模块定值产生，喷淋阀极化运行时输入，否则接入0％信号,特殊模块的具体值就从本工作中测得。

通断电加热器01，02，05，06号加热器由阈值继电器430XU1控制。补偿压差降到－0.17号压力表a时接通，回升到－0.1号压力表a时断开。另外阈值继电器430ＸU1，还控制喷淋阀的极化运行，目的也是防止稳压器压力过低（压力降低则停止极化运行）。

当补偿压差升高到0.6号压力表a时，阈值继电器430XU2使释放管扫气阀111号气体回路阀门关闭。

调节器输出端接一自动/手动控制器，供操纵员手动操作执行机构（喷淋阀和电加热器）。两个手动/自动控制器供操纵员手动改变喷淋阀开度。

三、试验过程

1、在高精度监测系统中设置相关参数。需设置一回路冷却剂系统005/006/013/014/015号压力表，一回路冷却剂系统037/039号压力表。其中039/037号压力表仅供参考，非稳压器压力。005/006/013/014/015号压力表作为稳压器参数必须≥154ba.a。（注意仪表的单位是表压还是绝压，防止违反技术规格书）。高精度监测系统中设置喷淋阀开度、比例式加热器输出一回路冷却剂系统401/409号函数发生器、一回路冷却剂系统402/403记忆单元。

2、投入一回路冷却剂系统001/002号加热器；

3、手动缓慢开大一回路冷却剂系统001/002号阀门；

4、缓慢调整稳压器1号和2号喷淋阀门，使得一回路冷却剂系统003/004号加热器输出在50%左右（建议＋5％），同时保证稳压器1号和2号喷淋阀门输出尽量一致（以高精度监测系统为准输出偏差小于3％）；

5、维持上述操作状态30分钟左右，观察稳压器压力控制稳定；

6、确定稳定时一回路冷却剂系统402/403记忆单元的指示，即仪表即将调整的一回路冷却剂系统特殊模块的值；

7、退出一回路冷却剂系统001/002号加热器，喷淋阀置自动；

8、维修仪控人员将一回路冷却剂系统特殊模块设定值设置为当前指示后，投运极化运行进行验证，检查一回路冷却剂系统003/004号加热器输出能否稳定在50%±15%，若不满足要求，不再需要做本工作进行验证，直接根据经验数据微调一回路冷却剂系统特殊模块的数值，再次投运极化运行验证。

四、试验数据

通过实际工作的执行有以下信息需要反馈：

因中午真空上涨导致汽机效率下降，进行降汽机负荷操作，对于比例式加热器的输出影响比较大，所以尽量试验前根据经验，若预估到后续几个小时需要降功率，可以提前进行降功率；

喷淋阀需要慢慢开大，尽量不要开始开的比较大，后面再慢慢关下来。本次因喷淋阀开度偏大为了找比例式加热器50%的输出点，一直在慢慢关喷淋阀。而极化运行的投入是喷淋阀直接开大到预定开度。阀门开到指定开度和关闭到指定开度，实际上阀门的开度是不一样的。比如本次试验慢慢关喷淋阀，喷淋阀16%左右即可维持比例式加热器50%，但是投运极化验证时比例式加热器才30%，维修仪控人员调整特殊模块至16.6%左右第二次验证时，比例式加热器才维持在50%左右。也就是说慢慢关下来至某一开度的阀门实际开度比慢慢开大至某一开度的阀门实际开度要小，这个是需要特别注意的。

本参数重新设置工作在结束时需要喷淋阀置自动并停运一回路冷却剂系统001/002号加热器，此时因一回路冷却剂系统004/003号加热器已手动调整至50%，可以直接关闭稳压器1号和2号喷淋阀门置自动，并同时将一回路冷却剂系统 001/002号加热器退出，可以达到无扰切换，对一回路压力无任何影响。

  作者简介：司文超，男，汉，海南昌江，本科，核电机组高级操纵员，研究方向为核电运行。