《核电站运行》上机实验报告动力与机械学院核工程与核技术柯腾煜2009302650011实验一：核电站模拟启动一、实验目的熟练掌握实验的基本技能，学会正确使用核电教学模拟机，能独立完整的完成整个启动过程，并能排除实验过程中的一般故障。

二、实验原理核电站教学模拟机是以微型计算机作为工作平台，通过仿真教学模拟核电站物理、工艺和控制过程，以计算机图形界面作为人机界面的仿真系统。

核电站教学模拟机通过模拟机系统图中弹出设备软开关（虚拟设备开关）的控制窗，使用模拟机能够完成机组启停、升降功率、事故和机组瞬态下的主要操作。

本次实验即是通过核电站模拟仿真实验室的教学模拟机模拟核电机组从正常冷停堆到满功率运行的整个过程。

三、实验步骤及问题解决具体实验步骤参考核电站模拟仿真实验室的教学模拟机启动指导书：1、启动准备该步骤主要是选择系统启动初始状态即正常冷停堆并核对该初始状态下的各系统设备的主要状态参数。

经核对，各主要状态参数与启动指导书相一致。

2、将RCP升温到80℃启动第二、三台主泵加热一回路，然后通过操作RRA阀调节流量控制一回路升温速率。

投入稳压器，开启稳压器加热器，设定稳压器压力。

最后将硼浓度稀释到热停堆硼浓度。

P1.通过操作RRA阀门调节流过RRA的流量并控制一回路升温速率时发现一回路冷却剂平均温度梯度T Grad <0。

Ans.通过减小控制阀门RRA024/025VP的开度以减小通过RRA的流量使一回路冷却剂平均温度梯度T Grad升为正值。

P2.开启所有稳压器加热器通断式电加热器，手动调至ON时系统无响应。

Ans.手动调至ON后需点击电加热器表盘至颜色变为黄色，此时系统图中电加热器颜色随机变化显示开启状态，并有温度上升响应。

P3. 升温期间控制升温速率在28℃/h以内时过程十分缓慢。

Ans.通过减小控制阀门RRA024/025VP的开度可以控制一回路升温速率在28℃/h以内同时可设置5-10倍的快时因子以提高升温进度。

P4.将硼浓度稀释到热停堆对应的浓度即约为1200ppm时压力降低到了警戒线以外。

Ans.应在主参数设置时将稀释时间适当设定延长，使压力逐渐恢复到正常范围。

3、将反应堆冷却机系统升温至177℃投入蒸汽发生器SG。

稳压器独立于反应堆冷却剂加热，调节上充、下泄流为在稳压器内建立汽腔做准备。

P5.按照启动指导书建立汽腔，但当符合：上充和下泄流量不匹配、波动管线温度增加、RCP压力保持不变的形成气泡条件时长时间没有汽腔形成。

Ans.建立汽腔过程缓慢，通过下泄流不变，适当减小上充流的办法提高汽腔建立速度。

P6.当稳压器水位开始下降时将RCP013VP的控制模式由RCP切换至RCV 时系统压力下降。

Ans. 应在RRA中调节RCV310VP，同时减少时每次减少量适当小点。

P7.当稳压器水位开始下降时将RCP013VP的控制模式由RCP切换至RCV 时系统温度、压力突降。

Ans.应及时调整RCV046VP，关小上充流量或加大下泄流量将稳压器水位调节到17.6%。

同时将冷却剂温度加热到177℃。

4、稳压器中建立汽腔稳压器内汽腔建立，调整和稳定稳压器的温度，压力和水位。

P8.当稳压器内汽腔建立后一回路的压力如何控制Ans.应利用稳压器喷淋器和加热器对一回路的压力进行控制。

P9.当依次关闭RRA进出口阀RRA001/002VP 后一回路的温度如何控制Ans.此时一回路的温度不在由控制阀门RRA024/025的开度来控制而是应由蒸汽大气排放阀GCT-A来控制。

5、RRA隔离调整蒸汽大气排放阀的整定值到蒸汽发生器当前值并维持一回路温度在180度之内。

当稳压器水位接近零符合整定值时将上充流控制转为自动。

格隔离RRA后及时提升一回路压力调整稳压器压力设定值。

6、继续对RCP升温升压，从180℃到291.4℃通过主泵加热继续提高RCP温度，同时检测温度及梯度。

适时调整RCP401RC压力整定值，通过自动控制，将主系统的压力和温度保持在P-T图范围内。

当一回路系统压力达到8.5MPa时和到达热停堆工况前各隔离一个下泄孔板。

通过调整GCT-A整定值保持RCP温度。

当压力达到15.4MPa时将压力控制自动，然后由主泵继续加热RCP系统直至温度达到291.4度。

7、热停堆工况核对稳压器压力控制处于自动控制状态，打开APG阀进行连续排污操作。

对主蒸汽管道进行暖管，打开主蒸汽隔离阀。

将温度调节棒插到第五步。

8、反应堆临界根据停堆时间长短及准备达临界时间计算反应性平衡，选择达到临界方案。

将冷却剂硼浓度稀释到与临界条件对应的预定值。

根据最低无负荷临界对应的各个控制棒组件的位置按顺序提升四组调节棒，应预期反应堆随时都会达到临界。

9、热备用控制棒继续提升，功率提升至小于2%的满功率。

二回路暖管，然后调节二回路蒸汽排放。

四、实验结果分析启动过程基本顺利，最终系统状态参数较好的符合热备用标准状态。

由于启动过程十分繁琐，其中应当特别注意以下事项：1、热停堆状态特征：至少一台主泵运行；稳压器压力、水位自动；RCP温度由GCT控制；SG补水由ASG或ARE完成；RCV和REA投运2、进行硼浓度稀释时：适当的稀释速率防止反应性变化过大；对稳压器进行最大喷雾，使其与冷却剂系统硼浓度均匀化；冷却剂温度尽可能保持为常数，避免任何能引起突然冷却的操作3、反应堆临界前需满足：反应堆随着核燃料或慢化剂的温度变化而改变其反应性，应在慢化剂温度系数为负时启动反应堆达临界；稳压器已建立汽腔，水位控制已投入使用；化容控制系统至少有两台上充泵、两台硼酸泵投入运行并且至少有一条管道可向反应堆供应硼酸；冷却机系统的临界硼浓度值随燃料的燃耗而降低。

4、临界时：源量程和中间量程指示面板上中子倍增周期必须大于30秒；逼近临界采用单一反应性控制即不可采用两种或以上的方式向堆芯引入正反应性；避免冷却剂温度突然变化的操作；硼浓度变化时同一点的三次硼浓度差应小于20ppm；慢化剂温度系数为正时不可进行临界操作；不能用稀释法使反应堆临界5、热备用状态特征：反应堆临界、输出功率低于2%满功率；一回路冷却剂平均温度接近291.4℃；稳压器压力和水位为整定值且处于自动调节状态；至少有两台主泵投入运行，升功率时全部投入运行；停堆棒组处于完全抽出状态，调节棒组手动操作状态并保持最低插入限制五、实验心得参考核电站模拟仿真实验室的教学模拟机启动指导书并利用所学知识独立完整的完成了从正常冷停堆到热备用状态的启动过程，并排除了实验过程中的一般故障，基本达到实验目的和预期结果，实验技能得以提高，专业知识得以巩固，对核电站基本系统设备进一步熟悉，同时了解了模拟机的基本概念和研究内容。

由于启动过程系统设备复杂冗余，操作十分繁琐漫长儿枯燥，稍有操作不当极易造成异常情况出现。

该过程中需要十分注意升温升压过程中的各系统设备投入使用的先后顺序、温度压力相互匹配的限制以保证不超过P-T图控制线，同时该模拟系统部分操作界面不够明晰易造成操作的遗漏或不到位，许多标号难以找寻，且操作指导书出现部分错误，希望能得以改进。

六、思考题1、RCP升温期间快时因子一般设为5-10倍，为什么要设置快时因子，设置更高行不？答：实际的反应堆升温过程为避免大的温度和压力突增对系统设备造成的冲击和热应力而产生损坏，将升温升压速率控制在一定的范围内，因而升温升压过程时间较长。

故在模拟操作系统中设置快时因子可大大精简操作时间。

快时因子应设置合理，过高的快时因子不但不便于观察必要的系统运行过程，也不便于当系统出现异常情况时及时应对。

2、热停堆时稳压器压力、水位为什么要投自动？答：系统达到热停堆状态时稳压器压力、水位已经达到整定值，此时由手动转为自动，在稳压器系统内部精密控制系统的作用下通过加热器和喷淋水的运作，便可调节稳压器内的水位及控制一回路的压力在正常的范围内，以确保稳压器在反应堆功率变化或瞬态情况下能够正常运作。

3、提棒时倍增周期为什么要保持大于18秒？答：提棒时反应堆趋近临界，如果倍增周期小于18秒则极易造成瞬发临界使得系统难以控制。

实验二：核电站模拟停堆一、实验目的1、熟悉核电站基本系统和设备，了解模拟机的基本概念和研究内容2、熟练掌握核电站机组停堆的整个过程并在模拟机上进行完整的操作3、熟悉机组运行过程中常见故障及运行处理方法等，遇到的问题独立分析和解决。

二、实验原理核电站停堆是指核电厂从满功率到冷停堆运行的过程，这是一个非常负复杂的过程。

在这个过程中反应堆的各项参数会有较大的变化，阀门的开闭和泵的启停操作非常频繁，而操作失误和事件引发的非计划内的停堆会对机组和电网产生重大损害，核电站停堆过程的研究具有很大的现实意义。

三、实验步骤及问题解决具体实验步骤参考核电站模拟仿真实验室的教学模拟机停堆指导书：1、初始条件该步骤主要是核对系统初始参数处于满功率运行状态经核对，各主要状态参数与启动指导书相一致。

2、降负荷至20%置目标负荷200MW和降负荷速率50MW/min，在功率下降的过程中核对各种阀门的状态与各种信号，当负荷降至350MW时，关闭电动给水泵和一台启动给水泵。

3、降负荷到汽轮机跳闸当堆功率将低到 20%Pn 时，调节 GCT 整定值为 7.4Mpa，从“温度模式”调整到“压力模式”。

设置目标负荷0MW降负荷速率50MW/min。

当负荷降低到18%Pn时，关闭主给水调节阀和其隔离阀，随着负荷的下降，核对各种阀门的状态与各种信号的消失。

4、降低功率到热备用状态通过硼化或插入G棒，降低核功率到2%Pn一下，将蒸汽发生器的给水由主给水切换至辅助给水，保持蒸汽发生器水位在零负荷整定值，切换辅助给水后停运主给水泵。

用蒸汽大气排放阀排除热量，使机组进入热备用状态。

5、从热备用到热停堆手动将R、G1、G2、N1、N2插入到5部，同时将一回路硼化到热停堆硼浓度约1200ppm。

6、降温、减压和硼化将一回路硼化到正常冷停堆浓度，约2100ppm。

将R棒完全抽出，降温降压过程中控制蒸汽发生器水位在34%左右，控制下泄流量在13.6m 3/h，控制轴封注入流量1.8m3/h，控制一回路压力温度在P-T图限制线内。

降低 GCT401RC 整定值开始降温，核对排放阀开启，关闭稳压器通断式电加热器，用 RCP401RC 控制喷淋阀开度调节降压速率，当 P12 信号出现时要锁闭相应的安注系统。

验证所有蒸汽对凝汽器排放阀正确的关闭，对凝汽器排放阀解除锁闭。

当一回路压力下降到8.5MPa时，打开第二个下泄孔板，保持下泄流量正常；当一回路压力下降到7.0MPa时，关闭中压安注箱隔离阀。

7、RRA 系统投入运行用二回路系统将反应堆冷却剂平均温度保持在 160℃到 180℃之间，手动将 GCT401RC整定到0.7MPa，用压力控制器将反应堆冷却剂压力维持在2.5-2.7MPa。