[发明专利]一种两环路小型堆分组运行的控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开一种两环路小型堆分组运行的控制系统及其控制方法，其中，控制系统包括：直流蒸汽发生器、汽轮机及连接在直流蒸汽发生器与汽轮机之间的蒸汽母管，所述直流蒸汽发生器用于将一回路的热量传递给二回路的给水，其二次侧出口蒸汽用于推动汽轮机做功，所述直流蒸汽发生器包括两列数量相同的传热管，所述直流蒸汽发生器二次侧安装有给水控制阀门和节流件，一次侧安装有压力阈值阀门和第一蒸汽量控制阀门；所述蒸汽母管还安装有第二蒸汽量控制阀门，用于控制进入所述汽轮机的蒸汽量。本发明通过建立分组运行控制系统，采用科学可行的运行控制策略，无需在功率切换过程中反应堆停堆，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，具体涉及一种两环路小型堆分组运行的控制系统及其控制方法。

背景技术

小型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，直流蒸汽发生器(OTSG)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，经计算分析得到小型堆的长期稳定低功率运行点为20％FP(FP指满功率)，功率再向下行，OTSG将出现流动不稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种两环路小型堆分组运行的控制系统及其控制方法，以降低机组低功率运行的风险，提高机组的安全性和经济性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种两环路小型堆分组运行的控制系统，包括：

直流蒸汽发生器、汽轮机及连接在所述直流蒸汽发生器与所述汽轮机之间的蒸汽母管，所述直流蒸汽发生器用于将一回路的热量传递给二回路的给水，其二次侧出口蒸汽用于推动汽轮机做功，所述汽轮机用于利用所述直流蒸汽发生器的出口蒸汽做功；所述蒸汽母管用于将所述直流蒸汽发生器产生的蒸汽输送给所述汽轮机；

所述直流蒸汽发生器包括两列数量相同的传热管，每一列传热管均匀分布在所述直流蒸汽发生器中，两台给水泵分别用于为两列传热管提供给水；

所述直流蒸汽发生器二次侧安装有给水控制阀门和节流件，所述给水控制阀门用于控制进出传热管的给水量，所述节流件用于加大所述直流蒸汽发生器二次侧的流阻；

所述直流蒸汽发生器一次侧安装有压力阈值阀门和第一蒸汽量控制阀门，所述压力阈值阀门用于在传热管内压力超过压力阈值时打开阀门，释放蒸汽，所述第一蒸汽量控制阀门用于控制进入所述蒸汽母管的蒸汽量；

所述蒸汽母管还安装有第二蒸汽量控制阀门，用于控制进入所述汽轮机的蒸汽量。

其中，所述给水控制阀门位于所述节流件与所述直流蒸汽发生器之间。

其中，所述第一蒸汽量控制阀门位于所述压力阈值阀门与所述蒸汽母管之间。

本发明还提供一种两环路小型堆分组运行的控制系统的控制方法，包括：

执行功率切换时的下行阶段，在初始时刻控制一个第二蒸汽量控制阀门开启，另一个第二蒸汽量控制阀门关闭；

堆芯功率为20％FP，通过调整两个第二蒸汽量控制阀门的开度，使汽轮机功率由20％FP降至10％FP；

将给水通过节流件输入进直流蒸汽发生器的两列传热管；

第一列传热管的给水流量由10％FF的流量在60s内增至20％FF，其出口蒸汽通过第二蒸汽量控制阀门排向汽轮机，该过程中保持汽轮机的功率20％FP不变，多余的蒸汽通过第二蒸汽量控制阀门排向大气或者冷凝器；

控制进出第二列传热管的给水量的给水控制阀门、控制由第二列传热管进入蒸汽母管的蒸汽量的第一蒸汽量阀门均在初始时刻关闭，第二列传热管的给水流量由10％FF的流量在60s内降至0％FF，其出口蒸汽直接通过压力阈值阀门排向大气或者冷凝器；