核电站延伸技术的原理及其运用

张彦义　覃　天　信文强　赵国栋

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300）

【摘　要】随着核电厂运行经验的不断积累,“延伸运行”这一运行方式得到更多的运行。本文结合秦山二期203大修前实施降功率运行的相关数据,阐述了延伸运行的原理、实施方法及实施过程中需要修改的相关参数和风险。

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关键词 延伸运行；平均温度；核电站

1　延伸运行的意义

①203大修开始日期计划为2007年5月10日,而根据燃耗计算,2号机组若以675MW功率运行,则只能到5月7日,因此必须实施降功率运行。

②秦山二期两台机组现采用12个月换料周期,但必须避开7、8、9月用电高峰期间停机大修。

③提高燃料的使用效率,以提高经济性。

2　延伸运行的定义

①当一回路的硼浓度接近10ppm时,通过降温和降功率引入正反应性,以保证反应堆加深燃耗继续保持功率运行,这种运行模式称为延伸运行。它主要利用以下两种效应:慢化剂温度效应和燃料的温度效应。

②慢化剂温度效应：慢化剂温度的变化，最主要影响了六因子公式Keff =εPs p Pd fη中的热中子利用系数f。而慢化剂温度系数是正还是负，取决于慢化剂对中子的是以吸收为主还是慢化为主。由于秦山二期压水堆的H2O/U由设计决定运行在欠慢化区，因此当慢化剂温度降低时，引起H2O/U增加，因些在欠慢化区慢化剂温度系数是负的。即慢化剂温度降低引入正反应性。

③燃料的温度效应：燃料的温度下降时，引起238U共振峰收缩，减少了238U对中子的共振吸收，使六因子公式Keff =εPs p Pd fη中的逃脱共振俘获几率p增加,从而使反应性增加，因此，当反应堆降功率时，燃料温度下降，从而释放出正反应性。

3　延伸运行的实施

利用功率亏损原理，直接降低功率获得正反应性，从而延长运行寿期。203换料大修的开始日期是2007年5月10日，机组从5月3日从675MW降到670MW，以后每天降5MW直至5月9日的650MW，功率下降总共约3.7％PN，根据功率亏损曲线，约释放72.15pcm的反应性。

反应堆在寿期末平均每天消耗约3ppm，约30pcm的反应性。这样，仅通过每天降5MW这一操作，就能使反应堆延长运行2.4天。

实施过程:

①4月24日,一回路硼浓度51ppm，开始用9TEP007DE对一回路进行除硼。

②控制棒尽量保持在咬量上限,以释放部分正反应性。

③ 5月3日,一回路硼浓度19.8ppm.2号机组从675MW降到670MW,直至降到5月10日的650MW.从5月3日开始,由于降功率引入正反应性和平衡氙毒的降低,两方面使一回路硼浓度下降变缓。

4　延伸运行时需要调整的参数

①程序平均温度的调整：由汽机冲动级压力GRE023/024MP/025MP之间的高选值计算出的一回路平均温度整定值随着降功率的进行而逐渐降低。见图1。

② D棒死区的调整：开始延伸运行后，为了获得更多的正反应性，D棒一般处于咬量上限。此时应尽量避免D棒的任何移动，以避免产生难以控制的氙振荡。因此，在延伸运行一开始就将D棒死区扩大到（－1.66℃，0.83℃），以防止控制棒的过度提出。然后当平均温度参考值第一次改变之后，将D棒死区扩大到（－1.66℃,1.66℃），防止控制棒下插引起氙振荡。见图2：

③GCT-C参数的调整：GCT-C在温度控制模式下，其阀门的开度信号决定于一二回路的温差，即Targmax与Tref的温差。当延伸运行时Tref降低，必然会影响GCT-C阀门的开度。其中401MR中的401GD/410GD和402MR中的402GD/403GD的参数分别调整如下：见图

④涉及RGL系统报警定值的调整：由于延伸运行引起402MR中的Tref的降低，因此D棒的驱动信号定值也做了改变，报警RGL404AA的定值也从原先的±2℃调整为±3℃。

⑤PZR水位的调整：稳压器水位由一回路平均温度高选值整定。当延伸运行一回路平均温度降低时，若稳压器水位不加以调整，则在满功率停堆情况下，由于稳压器水位的下降，有安注的风险。假设满功率停堆时，稳压器水位下降约33％，10％水位时会导致下泄隔离，再另考虑4％的裕度，则稳压器水位低限为47％。

⑥P12定值的调整：在延伸运行期间，发生停机不停堆等机组瞬态工况情况下，触发P12的可能性增大，因此将P12保护定值从284℃下降到282℃。

⑦超温△T和超功率△T保护定值调整： Tavg下降后,，超温△T保护阈值基本没变化，但实际△T降低了，因为更加安全了。但超功率△T保护阈值随着Tavg的降低要及时进行调整。

⑧△Iref的调整：延伸运行之前，寿期末堆芯轴向功率分布呈“驼峰形”，上部峰值是由于上部燃耗较浅，下部峰值是由于堆芯出口温度较高，负的慢化剂温度效应造成的。随着延伸运行的进行，堆芯出口温度逐渐降低，引入正反应性，上部峰值增加，△I逐渐向“正”方向移动。因此，需逐步调整△Iref。203大修前延伸运行时，将△Iref从-5.5％调整到-4.5％,继而调整到-3％。

５　延伸运行时的风险

①延伸运行期间，机组应尽量避免任何瞬变，以防止产生难以控制的氙振荡，因此△I要加强监视，防止产生C21。

②延伸运行期间，蒸汽发生器出口蒸汽参数降低，导致汽轮机偏离正常稳定运行工况。因此，要严密监视汽轮机的运行状况，特别是振动和差胀。

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参考文献

［１］秦山第二核电厂高级运行教程[Z].核电秦山联营有限公司.

［２］反应堆核物理[Z].北京401核工业研究生院.

［３］F 2 RRC 001[Z].核电秦山联营有限公司.

［责任编辑：杨玉洁］