曾斌　趙洋　王志華

摘要：余熱排出系統(tǒng)是保證核電廠正常運行的重要系統(tǒng)，其安全穩(wěn)定經(jīng)濟的運行是保證核電站正常運行的前提條件。余熱排出系統(tǒng)的主要功能是排出反應堆堆芯余熱、一回路冷卻劑和設備的顯熱以及運行主泵產(chǎn)生的熱量，將其溫度降低至冷停堆工況，維持冷卻劑溫度在冷停堆工況以便進行換料和維修操作，在反應堆停堆和啟動過程中而主泵未投運時保證一回路冷卻劑的強制循環(huán)。當余熱排出系統(tǒng)在一回路開口半管水位運行時，余熱排出泵有汽蝕的風險，為此驗證泵的性能很有必要。

關鍵詞：余熱排出泵；汽蝕；防漩渦探測

中圖分類號TH38 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2015）12-0086-01

1.概述

核安全的主要問題是要在任何情況下都能夠保證核燃料的持續(xù)冷卻，反應堆的物理特性決定了核電廠需要設置余熱排出系統(tǒng)（RRA）。反應堆停堆后，堆芯由于裂變產(chǎn)物的衰變，仍然會在很長一段時間內(nèi)持續(xù)釋放出功率，加之反應堆冷卻劑和設備的顯熱及主泵運行產(chǎn)生的熱量，這些熱量都需要排出。停堆初期堆芯余熱仍由蒸汽發(fā)生器通過二回路以蒸汽的形式排放，當二回路或蒸汽發(fā)生器不能再運行時則由余熱排出系統(tǒng)來承擔。

1.1系統(tǒng)組成

余熱排出系統(tǒng)由兩臺泵、兩臺熱交換器及有關的管道、閥門和儀表組成。余熱排出系統(tǒng)從2號環(huán)路熱段吸水，經(jīng)兩列電動隔離閥流入余熱排出泵的入口母管，兩臺余排泵并聯(lián)布置，驅(qū)動冷卻劑流經(jīng)熱交換器及其旁路管線，并最終通過中壓安注的注入管線回到RCP的1號和3號環(huán)路冷段。

泵出口母管上設置了兩個卸壓閥組，用以避免一回路和余熱排出系統(tǒng)超壓。經(jīng)過兩臺熱交換器的流量分別由閥門RRA024VP和025VP控制，而通過RRA系統(tǒng)的總流量由熱交換器旁路管線上的閥門RRA013VP控制。為了保護RRA泵，在熱交換器下游設置了一條回到泵入口的最小流量循環(huán)管線。

1.2余排泵概述

余熱排出泵為臥式、單級離心泵，每臺泵都裝有由反應堆冷卻劑潤滑的機械密封，冷卻劑由通過輔助熱交換器的RRI水冷卻，填料函也由RRI水直接冷卻。此泵配有異步電機，該電機經(jīng)受主蒸汽管道破裂或RCP小破口時事故并保持其功能。

本系統(tǒng)設有兩臺相同的泵，每臺泵的容量為系統(tǒng)總?cè)萘康囊话耄詽M足電站停堆的需要。為確保可靠性，RRA泵由獨立的應急母線供電，在失去廠外電源時，由柴油發(fā)電機提供應急電源。

2.余排泵在環(huán)路低液位運行的檢查

對余熱排出泵性能試驗分析的主要目的是為了確保在低液位整定值水位（約9.17m）下，泵無汽蝕發(fā)生，確定在最不利工況時，額定流量下泵無汽蝕時的反應堆最低液位，確定每臺泵無汽蝕發(fā)生時所對應的最大流量，以及最大流量下無汽蝕發(fā)生，為此對兩臺泵分別按照以下進行試驗分析，為此驗證泵的性能是否能滿足機組運行的需求。

2.1單泵在額定流量下的驗證

初始時一回路水位在剛好處于環(huán)路高液位報警（約9.26m），給余熱排出泵送電后啟動泵，逐步調(diào)整流量至910m3/h，檢查泵是否運行正常，若泵此時無任何異常，對反應堆冷卻劑回路進行疏水至報警RCP554KA剛好出現(xiàn)，此時水位在約9.17m，在此種水位下維持泵運行5-10min，檢查泵的運行正常，之后緩慢關閉RRA/RCP阻力較低的吸入管線RCP215VP和RRA021VP，并調(diào)節(jié)流量重新至910m3/h，檢查在這種最不利的工況下余排泵入口壓力≥0.46bar.g，無汽蝕現(xiàn)象，電流及流量穩(wěn)定，無振動異?，F(xiàn)象，在此過程中，一旦發(fā)現(xiàn)泵運行情況異常，立即停運，防止泵損壞，試驗過程中發(fā)現(xiàn)泵的運行無任何異?，F(xiàn)象，各參數(shù)穩(wěn)定正常，泵的運行滿足要求，之后打開閥RCP215VP和3RRA021VP并將流量調(diào)回額定流量，并停運泵。

2.2單泵在最大流量下的驗證

初始時一回路水位在剛好處于環(huán)路高液位報警，給余熱排出泵送電后啟動泵，逐步調(diào)整流量至910m3/h，接下來，將RCV013VP控制模塊置于自動控制，通過手動輸值，按每次50n13/h緩慢增加直到泵入口壓力靠近汽蝕臨界點，若流量增加到1475m3/h（單臺泵最大流量）仍未達到汽蝕臨界點，則保持流量在1475m3/h下運行5-10min，同理，檢查在這種工況下泵是否有汽蝕現(xiàn)象，電流及流量是否穩(wěn)定，是否有振動異常現(xiàn)象，試驗過程中發(fā)現(xiàn)泵的運行無任何異常現(xiàn)象，各參數(shù)穩(wěn)定正常，在最大流量下泵的運行滿足要求。

2.3雙泵在正常流量下的驗證

初始時一回路水位在剛好處于環(huán)路高液位報警，維持上一步正在額定流量下運行的泵，啟動另外一臺泵，將RCV013VP控制模塊置于自動控制，通過手動輸值，按每次50m3/h緩慢增加流量到1800m3/h，驗證在該工況下兩臺余排泵運行正常，之后對反應堆冷卻劑回路進方式（如圖1），該方式是以SCR反應器出口NOx濃度為被調(diào)量，噴氨調(diào)節(jié)閥開度為調(diào)節(jié)量保證出口NOx恒定的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種方式可以獲得出口NOx的實時監(jiān)測控制效果和較好的抗干擾性能，做到按需脫硝，有效控制運行成本，但是對于脫硝這樣的具有大延時、大滯后的系統(tǒng)，控制邏輯就更為復雜，系統(tǒng)調(diào)試和整定也更加困難。

為了應對系統(tǒng)大延時、大滯后的特點除了正常的PID參數(shù)優(yōu)化外還采取了以下措施來改善調(diào)節(jié)性能。

1）PID模塊加入當CEMS吹掃時自動保持功能；2）出口NOx測量值與設定值偏差大時切除噴氨自動的保護值適當放大；3）引入入口NOx濃度、機組給煤量和鍋爐總風量作為前饋，并且將入口NOx濃度前饋作用適當放大；4）調(diào)節(jié)器采用自適應功能，即不同的偏差采用相應不同的PID參數(shù)來進行調(diào)節(jié)，做到大偏差時調(diào)節(jié)迅速，偏差較小時調(diào)節(jié)平穩(wěn)。

4.結(jié)語

自脫硝系統(tǒng)投運以來，經(jīng)過現(xiàn)場技術(shù)人員不斷地摸索和實踐，此套脫硝控制系統(tǒng)已經(jīng)取得了較為滿意的控制效果，能夠適應負荷大幅變化，滿足國家環(huán)保部門對大氣污染物排放標準要求。endprint