核电厂启动与停运

压水堆核电厂的启动与停运1.核电厂的启动•概述秦山第二核电厂与常规火电厂不同，常规火电厂根据电力负荷需求量来调整锅炉的发热量，使热功率与电负荷相匹配。而秦山二期基本上不考虑电网对电能需求量的变化而产生的对核电站的约束，即反应堆能输出多大功率，就向电网输出多大功率，它优先考虑核电站，避免了核电站的频繁调节，有利于核电厂安全、经济地运行。运行状态•核电机组的运行状态往往由于外部（如电网故障）或内部（某一设备故障或失效）的原因，使各种运行参数产生变化。为了使运行人员能在各种工况下控制好各种重要的运行参数，保证机组正常运行和核安全，在技术规范中对反应堆的各种标准运行状态都做出了具体的规定。•技术规范书（GOR）对每一种运行工况都规定了具体的运行参数，而且各种运行参数都具有一定的变化范围和运行区间，见图1（反应堆标准工况P-T图）。余热排出系统最大压力推荐的最大压力反应堆冷却剂泵的最低压力MPa(a)107090120160170177290.8310反应堆冷却剂平均温度60123456RRA/RCP连接时的最低温度RRA的最高温度安全阀的开启压力1.换料冷停堆2.维修冷停堆3.正常冷停堆4.单相中间停堆（RRA运行）5.双相中间停堆（RRA投运准备）6.正常中间停堆（RRA系统停运）7.热停堆7.热停堆8.热备用8.热备用8.热备用9.功率运行防止硼结晶人可接受的温度上限起动第一台主泵的温度限制线789稳压器安全阀整定压力7.4MPa,290.8Psat.Tsat180(RRA)Pmax+11MpaC()CC(高于此温度RRA必须退出)（低于此温度RRA必须投入)5010017.016.616.215.517.016.6注Tsat-50CTast-11010.04.54.03.02.82.40.1注：Pmax为蒸发器二次侧压力序号运行状态反应堆的反应性控制棒组位置一回路平均温度℃Tm控制稳压器状态压力MPa（绝对）1换料冷停堆≥5000pcm和CB2100ppm全部插入10T60RRA（PTR备用）排空0.12维修冷停堆≥5000和CB2100ppm全部插入10T70RRA（PTR备用）排空0.1.3正常冷停堆≥1000pcmS、B、C棒提出，A、D棒在堆内10T90RRA(SG备用)满水0.1≤P≤2.84RRA投运工况下的单相中间停堆≥1000pcmS、B、C棒提出，A、D棒在堆内90T180RRA(SG备用)满水2.4≤P≤2.85RRA投运工况下的双相中间停堆≥1000pcmS、B、C棒提出，A、D棒在堆内120T180RRA(SG备用)汽水两相2.4≤P≤2.86RRA退出工况下的正常中间停堆≥1000pcmS、B、C棒提出，A、D棒在堆内160T290.8GCT或ASG汽水两相2.8≤P≤15.57热停堆1000pcmS、B棒提出，A、C、D棒在堆内290.8(+3)(-2)GCT,ARE或ASG汽水两相15.58热备用临界S棒提出，A、B、C、D棒在要求棒位以上290.8(+3)(-2)GCT,ARE或ASG汽水两相15.59功率运行临界S棒提出，A、B、C、D棒在要求棒位以上290.8T310ARE水位在25.3%~59.6%之间15.5换料冷停堆状态•换料冷停堆状态是指允许反应堆更换燃料操作的停堆状态，此时，必须具备以下条件：·反应堆压力容器顶盖已移开·反应堆的次临界度至少大于5000pcm，冷却剂硼浓度大于2100ppm，所有控制棒插入堆芯。·RCP平均温度处于10℃～60℃之间。换料冷停堆系统运行状态•余热导出和冷却剂温度控制由RRA来完成，PTR备用。•冷却剂的化容控制由RCV和REA来完成。•用于停堆的高通量报警定值为3ф0，ф0为换料停堆前，未开盖前的中子通量。•换料腔水位：——如果没有安装水闸门，15m——如果已安装水闸门，19.3m•实施防止误稀释的行政隔离（D类）维修冷停堆状态•维修冷停堆状态指允许对一回路设备进行维修的停堆状态，特征是：·一回路通大气，部分一回路水被排空。·RCP平均温度在10℃～70℃之间。·反应堆次临界深度至少为5000pcm，冷却剂中硼浓度大于2100ppm。所有控制棒都插入堆芯。维修冷停堆系统运行状态•系统运行状态与换料停堆时相同。但注意在排水时，最低水位应保证RRA系统正常运行。正常冷停堆状态•正常冷停堆是指冷却剂温度在90℃以下，压力在2.9Mpa以下，一回路压力边界是封闭情况下的停堆状态。特征是：·RCP是封闭的。·RCP平均温度在10℃～90℃之间。·反应堆次临界，其停堆深度应大于等于图1.2.3所示的值。·停堆棒、调节棒B棒和C棒在堆顶，其余棒在5步处。PpmPcmCB69010002000（690，1000）图1.2.3正常冷停堆系统运行状态•当RCP平均温度大于70℃时，至少有一台主泵在运行。•热量的导出和一回路冷却剂平均温度控制由RRA来完成，GCT备用。•RCP压力由RCV013VP调节，压力限制不超过2.9Mpa，超压保护由RRA两个安全阀来完成。•稳压器充满水，RCP的化学和容积控制由RCV和RRA完成。单相中间停堆•单相中间停堆是指：冷却剂温度在90℃～177℃时，RCP压力在2.4—2.9Mpa之间，稳压器单相的停堆状态。特征是：·反应堆处于次临界，次临界深度大于或等于图1.2.3。·停堆棒、调节棒B棒和C棒在堆顶，其余棒在5步处。·冷却剂平均温度，90℃～177℃。单相中间停堆系统运行状态•一台以上主泵运行•稳压器满水，压力由RCV013VP调节，超压保护由RRA的安全阀完成。•RCP的温度控制由RRA来完成，SG备用。•化容控制由RCV来完成。双相中间停堆状态•冷却剂温度在120℃～177℃之间，稳压器已建立汽腔，特征如下：·堆芯次临界度同上。·停堆棒、调节棒B棒和C棒在堆顶。·冷却剂平均温度120℃～177℃之间。·系统压力维持在2.3Mpa～2.9Mpa。双相中间停堆系统运行状态•RCP压力由稳压器控制。•其余同单相中间停堆正常中间停堆•正常中间停堆指冷却剂温度在160℃～290.8℃之间，稳压器为两相的停堆状态，特征是：·反应堆次临界度同上。·控制棒位置同上。·冷却剂平均温度在160℃～290.8℃，压力在2.9Mpa～15.5Mpa之间。正常中间停堆系统运行状态•至少一台主泵运行。•RCP压力由稳压器控制，稳压器水位整定在零负荷。（RCV控制）•RCP温度由GCTa控制，SG补水由ASG供给。•RCV、REA处于运行状态。热停堆状态•RCP温度为290.8℃，压力为15.5Mpa，其余与正常中间停堆相同。热停堆系统运行状态•至少一台主泵运行；•稳压器压力，水位投自动；•RCP温度由GCT控制；•SG补水由ASG或ARE来完成；•RCV、REA设运。热备用状态•RCP温度为290.8℃，压力为15.5Mpa，反应堆功率＜2%Pn以下的临界状态称热备用状态。热备用系统运行状态•两台主泵运行；•其余同热停堆。功率运行状态•系统特征·压力维持在15.5Mpa；·平均温度290.8℃～310℃之间；·稳压器水位在25.3%～59.6%之间。功率运行状态的系统运行•两台主泵运行；•稳压器压力、水位控制投自动；•SG水位由ARE提供；•专设安全设施可用。反应堆的正常启动•机组的标准状态如图1所示，每个标准状态的详细描述见前面的章节。图3粗略地描述了各标准状态之间过渡所使用的总体规程。这些规程将分别调用各个系统的运行规程。G规程和E规程调用核岛系统的规程，而GS规程调用常规岛规程。换料停堆情况下，使用D规程，（换料大修规程）。各规程的名称•G1——机组从冷停堆到热备用工况•G2——从热备用到低功率运行之间的功率提升•G3——从最小负荷到热停堆工况的计划停堆•G4——机组处于热停堆状态•G5——电站停运：从热停堆到维修冷停堆•GS1——汽机起动准备•GS2——汽机的正常起动和加负荷•GS3——汽机的正常减负荷和停机•GS4——汽机甩负荷•E1——电站从维修冷停堆工况到正常冷停堆工况起动•E2——反应堆冷却剂系统排水•E3——蒸汽发生器湿式保养•E4——蒸汽发生器干态保养•E5——换料准备•E6——换料后的维修停堆•E7——燃料装卸前的准备功率运行热备用热停正常冷停维修冷停换料冷停GS1G1E1E6G1(FCOR)G4(FCOR)G3G3G2GS2I1FRRC,RPN,RPRGS3GS4GS5G5G5E2E5图3根据机组大修简要介绍机组启动的过程•装料及装料后反应堆水池排水•一回路充水排气•对RCP进行净化、升温和加药•继续升温和稳压器建立汽腔•隔离RRA系统•继续对RCP进行升压升温，到达热停堆工况•反应堆达临界•实现ARE供水•手动提功率到10%-16%Pn•汽机冲转、并网及升负荷装料及装料后反应堆水池排水•根据计划，当PT9DHP04（从所有燃料在K厂房的换料冷停到装料过渡控制文件）签署后，进行堆芯装料操作。这时反应堆水池、堆内构件池、燃料传输池和乏燃料池之间相通，各闸板都已去掉，并且水位为19.5m左右。•装料的过程为：用燃料厂房吊车将一盒燃料组件垂直吊离支座，竖着在水下移动到传输池小车上，小车与燃料一起从传输池通过传输管进入构件池。在堆内构件池，组件竖起后由装料机在水下移到堆芯上部并插到预定位置上。•装料结束，当PT9DHP06或PT9DHP05签署后，开始堆水池排水。排水前要确认堆水池上面的PTR撇渣滤网和水下照明灯已被移走。先用PTR002PO排水至11.30m，再用PTR005PO排至该泵可运行的最低水位，最后用RPE管排残余水。PTR002PO及PTR005PO排水均排向PTR001BA。排水结束后，装上假封头，对池壁面进行去污，然后装上压力容器顶盖。一回路充水排气（1）•这一步主要任务是对一回路进行充水、静排气、升压和动排气。•在PT9DHP07签署后，就可开始向一回路充水。充水前一回路水位为10.83m，在压力容器法兰面下面。•向一回路充水方式为：PTR001BA→REA硼酸泵→上充泵→RCP。在充水过程中，打开RCP泵壳排气阀、压力容器顶部排气阀和稳压器顶部排气阀以及每个环路测温旁路的热段和冷段，发现有连续水从排气阀流出时关闭之，这过程为静态排气。在充水过程中注意中子通量变化及硼浓度变化，及时发现意外稀释。一回路充水排气（2）•在充水结束后，通过调节RCV013VP，提升一回路压力到2.5MPa（表压）。检查RCP泵启动条件满足后，启动一台RCP泵，约20-30s，停这台泵。降压到0.3MPa（表压），等待约2小时，让回路中气泡尽可能释放出后，打开排气阀（排气点同静排气点,并对主冷却剂泵1号轴封回水管线排气），直到有连续水流出现时关闭。对另外一个环路进行上述同样的动排气。最后，启动两台主泵，等最后一台主泵运行20—30s后，停运两台主泵，然后对回路降压排气。当一回路压力从0.7MPa（表压）升到2.5MPa（表压）过程中，RCV002BA水位下降小于41.3cm，则认为RCP系统中残气小于15（标）m3，动排气可结束，机组也就进入正常冷停堆工况。（发生过的情况：动排气/9LBG蓄电池脱离）•根据机组情况，条件满足后，可将S和B、C棒提到堆顶，A、D置于5步。解除D类行政隔离。如果堆芯已改变，则这两项到热停堆时RGL试验完后再执行，但所有控制棒要提出到5步，以避免在升温过程中控制棒被卡住。•如果RCP温度大于70℃，则必须有一台RCP泵在运行。对RCP进行净化、升温和加药•在PT9DHP08签署后，机组可以升温离开正常冷停堆。启动两台RCP泵和所有PZR加热器对RCP进行加热，升温速率由RRA调节阀（RRA024、025及013VP）限制在28℃/h以下。•利用RCV系统的净化单元对RCP进行净化（利用RCV-RRA净化回水管线）。•当一回路温度升高到80℃时，开始注入氢氧化锂和联氨，并用氮气吹扫RCV002BA，目的是减少一回路氧含量。用联氨除氧必须在一回路温度达120℃之前完成。R