[发明专利]多环路反应堆长期低功率偏环路运行的控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种多环路反应堆长期低功率偏环路运行的控制系统及方法，所述控制方法包括功率下行控制方法和功率上行控制方法。本发明通过建立偏环路运行控制系统，并采用科学可行的控制方法，解决了核动力船舶在海上自航运行时，长期处于低功率状态下机组的稳定运行且平稳出力的问题，能使核动力船舶在长期低功率运行时，无需反应堆停堆，即可实现机组稳定运行且平稳出力，具有显著的经济效益；本发明实现了船舶的海上长期低功率运行，提高了反应堆的适用性范围，且由于无需在功率切换过程中停堆，从而降低了低功率运行的风险，大大提高了机组的安全性和经济性。

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，更具体地说，涉及一种多环路反应堆长期低功率偏环路运行的控制系统及方法。

背景技术

核动力船只在海上自航运行时，长期处于低功率状态。CPR1000机组蒸发器冷却正常停堆模式下偏环路运行适用于陆上大型百万千瓦级商业压水堆核电厂，主要作用是保证停堆状态下反应堆堆芯的安全，不能用于长期低功率运行状态。

反应堆在长期低功率运行时，容易发生流动不稳定性，加入节流件后，会改善该情况，一般而言节流件的流阻越大，蒸汽发生器运行越稳定，但是节流件的流阻受设计制造的限制，同时流阻越大，成本越高。选定合适的节流件后，经计算分析得到反应堆的长期稳定低功率运行点为20％FP(FP指的是满功率)，功率再向下行，蒸汽发生器将出现流动不稳定性。

为保证多环路的反应堆在该过程中稳定运行，需要采取偏环路运行策略，以有效、安全、平稳地发出电力，提供核动力船只长期自航运行的动力，保证反应堆堆芯和蒸汽发生器安全运行，不发生流动不稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多环路反应堆长期低功率偏环路运行的控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多环路反应堆长期低功率偏环路运行的功率下行控制方法，包括以下步骤：

S1、调整第一蒸汽阀门和第二蒸汽阀门的开度，使汽轮机功率下降至汽轮机目标功率；

S2、关闭初始M台蒸汽发生器中的N台蒸汽发生器及其对应的给水阀门、给水泵、主泵和冷却剂阀门，其中1≤N＜M，M≥2；

S3、在第一预设时间内，剩余的(M-N)台蒸汽发生器的一回路流量由第一初始流量增至第一预设流量；

降低反应堆的堆芯功率，使堆芯功率下降至堆芯目标功率；

S4、将所述剩余的(M-N)台蒸汽发生器的出口蒸汽排向汽轮机，使所述汽轮机功率保持为所述汽轮机目标功率，并将多余的出口蒸汽通过所述第二蒸汽阀门排出；

S5、待所述剩余的(M-N)台蒸汽发生器的出口蒸汽压力和一回路的温度稳定后，将所述堆芯功率维持在所述堆芯目标功率、所述汽轮机功率维持在所述汽轮机目标功率。

优选地，所述汽轮机目标功率为10％FP，所述堆芯目标功率为10％FP，所述FP为满功率。

优选地，所述M＝4，N＝2；

在所述步骤S3中，所述第一初始流量为25％FF1，所述第一预设流量为 30％FF1，其中，所述FF1为满功率时一回路的总流量。

优选地，所述步骤S4包括：

在所述堆芯功率下降的过程中，打开所述剩余的(M-N)台蒸汽发生器对应的第三蒸汽阀门，将所述剩余的(M-N)台蒸汽发生器的出口蒸汽通过蒸汽母管排向汽轮机，使所述汽轮机功率保持为所述汽轮机目标功率，并通过所述第二蒸汽阀门将所述蒸汽母管内多余的出口蒸汽排向大气或者冷凝器。