福清核电M310机组短时深度降功率运行分析

蔺宏杰 福建福清核电有限公司

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 台运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、△I 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△I 控制，需根据物理的控制方案给出。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△I 到达右限制线。

3.长期低功率运行时△I 参考线福清核电厂低功率运行小于 3 天△I 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ΔI 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/min 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ΔIref 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ΔI 可以控制的前提下尽量不进行ΔIref 修改。在同时满足如下条件，进行ΔIref修改：（1) 低功率运行时间大于 3 天；（2)ΔIref＜1%FP（ΔIref 最多设置为1%FP）；（3)R 棒低于低限且ΔI 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。