福清核电M310机组短时深度降功率运行分析
摘要:随着核电机组装机容量的逐步增加,核电占全国总发电量比例逐步上升,在2018年度核电占全国总发电量比例已经达到4.2%。在核电发电量占比增加的情况下,核
电参与调峰逐渐会成为常态,尤其在福清核电所在的福建电网用电负荷较小的情况下福清
核电调峰形势会更加严重。
关键词:深度降功率燃料可靠性管理核电机组调峰
一、福清核电短时深度调峰背景
随着核电机组装机容量的逐步增加,核电占全国总发电量比例逐步上升,在2018年
度核电占全国总发电量比例已经达到4.2%。福建电网用电负荷相对较小,电网负荷峰谷差较大,调峰形势较为严重,节假日期间福建电网负荷较低,福清核电为了避免因为调峰停机,与福建电网沟通假期短时深度降功率。具体实施方法为:在假期第一天凌晨安排4台
運行机组短时降功率至545MW的深度降功率运行4~5小时后恢复高功率运行,假期第二
天凌晨视电网负荷情况来确定是否再安排运行机组短时降功率至545MW左右运行4~5小时。
二、福清核电M310机组短时深度降功率运行分析
本文从深度降功率期间机组的运行控制、重大设备运行管理、燃料可靠性管理、机组
调峰期间与电网调度协调沟通等方面进行分析,确定合理可行的方案。
(一)深度降功率运行控制方案
1.升降功率速率控制:升降功率速率需根据技术规范的要求、机组当前重要缺陷、
△1控制以及降功率的方式(G棒跟随降功率或者硼化降功率)综合给出。在机组无影响
升降功率的缺陷的情况下,速率可以适当增加。此时主要考虑△1控制,需根据物理的控
福建核电站制方案给出。采用G棒跟随降功率时,需考虑G棒在堆芯的时间是否满规范的要求;采用
硼化降功率时,建议降功率速率不超过2MW/min。
2轴向功率偏差控制:功率大于15%时,任何24小时内,G棒插入的时间限制为12小时;R棒离低低限值有足够的裕度,至少4步;禁止△1到达右限制线。
3长期低功率运行时△1参考线福清核电厂低功率运行小于3天△1参考线不作修改,长于3天视机组运行是否可能超限再决定是否修改△1参考线。
(二)重大设备管理
1.堆芯控制棒动作管理:福清核电R棒棒位:≤运行带上限,主控无RGL404KA报警。如R棒棒位超出运行带上限,主控产生RGL404KA报警,由燃料物理评估堆芯状态,制订
应对措施。R棒棒位:≥运行带上限,主控无RGL403KA报警。如R棒棒位超出运行带上限,
主控产生RGL404KA报警,由燃料物理评估堆芯状态,制订应对措施。R棒棒位:≤低行程限制,主控无RGL401KA或RGL402KA报警。如R棒棒位超出低行程限制,由燃料物理评估堆芯状态,制订应对措施。如主控出现RGL001KA等运行故障报警,提出工作申请,对测量柜,处理柜进行检查。主控无CCS运行故障、C1-C4、C21、C22、超温△T、超功率△T 等控制棒相关报警,若出现由燃料物理评估堆芯状态,如果出现瞬态由当班值长按报警规程处置,运行召集相关专业讨论制订应对措施。
2.汽轮机振动管理:根据福清核电3/4号机在停机降功率过程中,机组以3MW/mln的速率降功率,容易出现汽轮机1/2瓦振动快速上涨。因此,应尽量控制降功率速率不超过3MW/min。建议机组连续降功率时,功率大于300MW的阶段,降功率速率控制在0.5-
3MW/min,300MW以下时,速率控制在0.5-1MW/min。
3常规岛管线振动管理:根据福清核电机组升降功率实践,1~4号机组常规岛未出现管线振动异常现象。机组调峰运行期间,相关部门需加强常规岛管线、设备巡视及振动监测,发现异常及时组织处理。
(三)燃料可靠性管理
1.低功率下△1ref及R棒控制:福清核电在机组545MWe功率下,功率控制棒插入堆芯,功率控制棒插入堆芯时间不能超过12个小时,有如下限制:(1)升降功率速率不低于2MWe/min;(2)在545MWe停留时间不超过5小时。同时,当功率稳定在836MWe时,R 棒存在超调节带或低限现象,在△1可以控制的前提下尽量不进行△1ref修改。在同时满足如下条件,进行△1ref修改:(1)低功率运行时间大于3天;(2)△1ref<1%FP
(△1ref最多设置为1%FP):(3)R棒低于低限且△1进入C21预报警。2与功率相关的定期物理试验:福清核电机组部分定期物理试验建议在满功率执行,建议调峰运行期间避开该定期试验(通过在定期试验裕度内调整)。3期间需要记录的系统设备参数清单:福清核电机组反应堆功率、控制棒棒位、轴向功率偏差等参数需要记录,以便于后续分析。
(四)机组调峰期间与福建电网沟通
机组短时深度降功率运行前,生产计划处提前做好与福建省调调度计划处的沟通,向省调调度计划处提交书面声明,要求控制机组短时深度降功率运行不超过5小时,机组从545MW功率升回836/820MW稳定运行12小时以上才能再次降功率至545MW运行。生产计划处填报此次机组短时深度降功率运行的涉网检修申请单,征得省调期间个别机组出现异常情况在545MWe基础上升回至836/820MWe或降低功率运行甚至与电网解列以缓解缺陷影响或处理缺陷的同意。机组短时深度降功率期间,运行一处主控室运行当班值做好与福建省调调度台的沟通,紧急情况下向省调申请将机组功率升回至836/820MWe或降低功率运行甚至与电网解列,以缓解控制缺陷影响或处理缺陷。
三、总结
从福清核电所面临的机组调峰形势、机组深度降功率期间机组的运行控制、机组重大设备运行管理、燃料可靠性管理、机组调峰期间与电网调度协调沟通等方面进行分析,得出控制结论,根据分析的结果执行了切实可行的控制方案,可以很好指导福清核电深度调峰期间福清核电机组运行控制。
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