王肖飛 李寶佳

摘 要：結(jié)合SG大小閥切換的控制原理，分析不同情況下大小閥切換對SG液位控制的影響，進(jìn)而給出確保大小閥切換過程SG液位穩(wěn)定的運行操作要點。

關(guān)鍵詞：蒸汽發(fā)生器；液位控制；大小閥切換

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.135

1 綜述

M310壓水堆核電廠蒸汽發(fā)生器（后文簡稱SG）根據(jù)二回路負(fù)荷的高低分別采用主給水調(diào)節(jié)閥（負(fù)荷高于20%FP時，后文簡稱大閥）和與之并聯(lián)的旁路調(diào)節(jié)閥（負(fù)荷低于20%FP時，后文簡稱小閥）進(jìn)行給水流量控制，進(jìn)而對SG液位進(jìn)行調(diào)節(jié)。大小閥切換過程中由于給水流量偏置信號變化、控制回路的切換、一二回路功率匹配情況以及大小閥手自動狀態(tài)不同等均對SG液位控制產(chǎn)生一定影響，可能導(dǎo)致SG液位較大幅度波動，甚至可能導(dǎo)致停機(jī)、停堆的重大瞬態(tài)。本文結(jié)合SG大小閥切換的控制原理，分析不同情況下大小閥切換對SG液位控制的影響，進(jìn)而給出確保大小閥切換過程SG液位穩(wěn)定的運行操作要點。

2 大小閥切換原理

在低負(fù)荷（<20%FP）小閥控制期間，在參與大閥控制的給水流量信號中引入+8.5%FP（各機(jī)組最終值根據(jù)調(diào)試結(jié)果確定）的偏置信號，使大閥正常保持關(guān)閉狀態(tài)，防止大閥在小開度下頻繁地動作而引起閥座過度磨損，同時也避免兩個調(diào)節(jié)系統(tǒng)同時工作影響SG液位控制。另，由于低負(fù)荷下汽/水流量測量精度不佳，小閥控制中未使用汽/水流量偏差作為前饋信號，而使用二回路負(fù)荷信號作為前饋。

在高負(fù)荷（>20%FP）的運行工況下，給水流量偏置信號取消，大閥承擔(dān)蒸汽發(fā)生器液位的調(diào)節(jié)功能；此時，小閥在二回路負(fù)荷開環(huán)控制作用下一般處于全開狀態(tài)。

3 不同工況下大小閥切換的影響分析

設(shè)計上，低負(fù)荷運行期間，小閥有足夠的流通能力確保向SG的給水供應(yīng)，以控制SG液位在正常范圍內(nèi)。正常升降負(fù)荷、SG液位正常時，大小閥切換過程中對SG液位的影響較小，不會導(dǎo)致其異常波動。但若SG液位偏低、大閥未正確置自動以及在切換點附近停留等情況下進(jìn)行大小閥切換，將可能導(dǎo)致SG液位產(chǎn)生較大的異常波動。以下就這些工況下大小閥切換對SG液位控制的影響進(jìn)行分析，并由此給出相應(yīng)的預(yù)防措施。

3.1 SG液位偏低時大小閥切換

若升負(fù)荷過程中SG液位偏低，則大閥的SG液位閉環(huán)控制回路將存在正輸出，且該輸出隨SG液位偏差以及持續(xù)時間的增大而增加，而該輸出在大小閥切換點前因+12.5%FP給水流量偏置信號抵消，導(dǎo)致切換點前大閥仍保持關(guān)閉狀態(tài)（閉環(huán)回路輸出超12.5%FP時大閥也將開啟）。當(dāng)二回路負(fù)荷超過20%FP后，大小閥切換邏輯生效，給水流量偏置信號消失。此時，大閥在SG液位閉環(huán)控制回路輸出的作用將快速開啟大閥至較大開度，導(dǎo)致給水流量突增，引起SG液位異常上升。若未及時干預(yù)，可能導(dǎo)致SG液位過高而停堆。

可能導(dǎo)致升負(fù)荷過程中SG液位偏低的情況較多，如二回路負(fù)荷計算參數(shù)設(shè)置不合理，導(dǎo)致二回路負(fù)荷測量值偏低、核功率偏高導(dǎo)致小閥供水能力不足以及二回路異常用汽量增大等情況，但無論何種原因，在升功率至大小閥切換點前需確認(rèn)SG液位正常、小閥開度正常（未接近全開），否則建議停止升功率查明原因并消除后再繼續(xù)過渡至大小閥切換點以上。

類似地，在降負(fù)荷過程中，若SG液位偏低時由大閥控制過度至小閥控制時，也可能因大閥快速關(guān)小導(dǎo)致給水流量突降而導(dǎo)致SG液位異常降低。

3.2 大閥未正確置于自動狀態(tài)

運行電廠發(fā)生過幾次啟動過程中大閥未正確置于自動狀態(tài)而導(dǎo)致升功率大小閥切換過程中SG液位發(fā)生較大波動的經(jīng)驗反饋。以下對該工況的影響進(jìn)行分析。

大閥在手動狀態(tài)時，參與大閥開環(huán)控制的汽水流量失配信號復(fù)制回路生效；低負(fù)荷（<20%FP）時，因閉環(huán)控制回路跟蹤小閥的信號復(fù)制回路，故大閥的復(fù)制信號未送入SG液位閉環(huán)控制回路。而一旦負(fù)荷>20%FP，大閥的復(fù)制信號即送入閉環(huán)控制回路，進(jìn)而參與小閥的開度控制。而大閥開環(huán)回路中的+12.5%FP偏置信號由于存在濾波環(huán)節(jié)，在切換后需漸變至0，此過程中該信號將直接作用與小閥控制邏輯中使小閥開度增大，導(dǎo)致給水流量增大，從而使SG液位上升。同時，此時汽水流量失配信號也將參與小閥控制，導(dǎo)致影響小閥正?？刂啤?/p>

故應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)程序要求及時將大閥置于自動狀態(tài)，以免由此導(dǎo)致大小閥切換時SG液位出現(xiàn)異常上漲的情況。尤其在換料后重新啟動過程中，可能存在因參數(shù)設(shè)置不合理等原因?qū)е潞斯β曙@示與實際偏差較大的情況，此時應(yīng)密切關(guān)注ARE432KM的變化情況，提前判斷大小閥切換點，并提前采取相關(guān)操作。

3.3 大小閥切換點附近停留

若升功率至大小閥切換點時停留，則由于流量偏置信號的變化以及SG內(nèi)熱工水力特性等因素可能導(dǎo)致SG液位發(fā)生周期性的大幅波動。簡要分析如下：

當(dāng)二回路總負(fù)荷上升達(dá)到20%FP時，1ARE401/402KS燈亮，大閥12.5%的偏置信號消失，大閥開始開大，SG液位開始上升，SG中進(jìn)入大量冷水，導(dǎo)致SG壓力下降，SG壓力下降導(dǎo)致GCTC的開度關(guān)小，從而導(dǎo)致二回路總負(fù)荷下降至20%FP以下，1ARE401/402KS燈滅，此時大閥12.5%的偏置信號產(chǎn)生，大閥開始關(guān)小，SG液位開始下降，由于SG中冷水減少，SG壓力上升，GCTC開度增大，二回路總負(fù)荷上升達(dá)到20%FP，從而1ARE401/402KS燈又變亮了，如此循環(huán)。

故升功率過程中到達(dá)ARE大小閥切換點時，不能停留太長時間，應(yīng)該盡快升負(fù)荷沖過負(fù)荷切換點，避免SG液位異常的波動。

4 結(jié)論

由上文分析可知，若大小閥切換時SG液位偏低、大閥未正確置自動以及在切換點附近停留等情況，切換過程中將對SG液位正?？刂飘a(chǎn)生較大影響，故因采取相應(yīng)有效措施避免該這些情況下進(jìn)行大小閥切換。

參考文獻(xiàn)：

[1]FQ1-OP02-AC-I1反應(yīng)堆停堆 版本：001 版次06[S].2017-04.

[2]FQ1-OP02-AC-DEC事故診斷通用規(guī)程 版本：001 版次05[S].2016-12

作者簡介：王肖飛（1984-），男，浙江寧波人，學(xué)士，工程師，研究方向：核電廠運行。