摘要：压水堆核电站汽轮机调节系统，通过调节汽轮机蒸汽进汽门，对机组实施功率、频率、压力和应力控制，并对机组负荷和转速实施超速、超加速、负荷速降和蒸汽流量限制，使机组安全和经济地运行于各种工况，满足供电质量要求。压水堆核电站每季一次的汽轮机进汽门带负荷开关试验，极易出现压水反应堆一回路压力值短时超出《压水堆核电站运行技术规范》的要求：反应堆一回路冷却剂压力需维持在15.5（±0.21）Mpa范围。本文重点介绍试验执行原理、避免方法及措施。
关键词：压水堆；汽轮机进汽门带负荷开关试验；超压；方法
1.引言
核能作为清洁能源正全面发展，国内外许多压水堆核电站保持高端稳定运行，核能正实现零碳排放清洁能源生产与供应要求，确保全社会节能减排与清洁能源利用。实现核电安全发电、掌握核电机组安全控制则是各核电厂重中之重；不少数据表明，压水堆核电厂中存在容易产生偏差地方，更需要操作者及控制者加强管理与提升技能、消除知识盲点，实现核电站高端稳定运行。故本文重点介绍压水堆核电站在每季一次的汽轮机进汽门带负荷开关试验中，避免压水反应堆一回路压力值短时超出《压水堆核电站运行技术规范》的方法与措施。
2. 压水堆核电站汽轮机进汽门带负荷开关试验说明
2.1压水堆核电站汽机调节简介
通过调节蒸汽进汽门对机组实施功率、频率、压力和应力控制，对机组负荷和转速实施超速、超加速、负荷速降和蒸汽流量限制，使机组安全和经济地运行于各种工况。典型压水堆核电站汽轮机（图一）由一高压缸（HP）和三低压缸（LP）组成，进汽门共20只：高压调节与截止门串联运行共4只（第一至第四组），低压调节与截止门串联运行共有6只（第五至第十组）。高压调节与截止门和低压调节门参与调节，低压截止门不参与调节。
.png)
2.2压水堆汽机带负荷试验介绍及问题
根据压水堆核电站要求，每季需对汽轮机共十组主汽门进行带负荷试验，具体由电站日常项目管理组决定。试验执行的主要步骤：1）试验前检查满足试验条件，核功率保持95%水平；2）按程序依次关闭汽机调节与截止门，确认关闭后重新开启；3）因功率保持95%水平，关闭过程中汽机调节系统将自动发送信号，调节汽轮机其它阀门开度，以补尝试验关闭阀的蒸汽损失，以维持其功率水平；4）阀门试验的组合，必须满足最小系统：汽机安全运行必需的最小蒸汽通路。一旦即违反则汽机脱扣。
.png)
根据某压水堆核电站2019年8月执行汽机进汽门带负荷开关试验，分析参数时发现进汽门动作期间，压水反应堆一回路压力值（反应堆稳压器压力监视表）短时超出《压水堆核电站运行技术规范》要求：反应堆一回路冷却剂压力需
.png)
典型《压水堆核电站运行技术规范》要求：反应堆一回路压力调节至 15.5（±0.21）Mpa范围；典型《压水堆核电站运行技术解释》中要求：当反应堆一回路冷却剂平均温度和压力是事故分析假设的初始条件，如果不在要求范围内必须立即恢复到正常范围内；否则必须在 1 小时内开始向 热停堆和正常中间停堆工况(NS/SG) 模式后撤。
.png)
2.3试验导致超压问题原因分析
1)根据堆芯功率变化、一回路平均温度、压力、稳压器水位、二回路蒸汽压力、蒸汽流量变化曲线分析，随汽机进汽门关闭，汽轮机进汽减少，进汽压力快速上涨，一回路压力随之上涨，一回路压力控制因设备特性未能快速响应，故蒸汽进汽门开关速率越快一回路压力上升越快。
.png)
2)根据试验期间一回路压力参数情况：第一组（001VV）：15.42/15.55Mpa，第二组（002VV）：15.44/15.59Mpa，第三组（003VV）：15.48/15.63Mpa，第四组（004VV）：15.47/15.63Mpa，两次反应堆一回路压力值短时超出《核电站运行技术规范》15.5（±0.21）Mpa要求其试验时间间隔存在不同：第二组（002VV）较之前阀门动作间隔11min，而第三四组（003/004VV）较之前阀门动作间隔8min，故进汽门试验间隔时间长短与反应堆一回路压力值峰值高低有必然关系；
2.4试验导致超压问题针对性纠正措施
1)优化汽机各主汽门试验状态下的阀门关闭和开启速率：压水堆汽轮机初始设计进汽门开关速率为2%/s~10%/s范围，经多次软件及硬件改造升级，进汽门开关速率范围常规已经优化至0.5%/s~10%/s范围，试验期间尽可能将其速率优化至最缓值。
2)优化试验期间，各主汽门执行试验时间间隔：根据一回路控制棒响应、一回路稳压器水位调节、一回路压力喷淋阀响应等，同时考虑试验时间及发电量等经济性，在试验期间高压缸阀门试验时间间隔应＞8分钟，低压缸阀门试验时间间隔应＞5分钟。
3)将试验加入到监督大纲“导致第一组随机事件（IO1）试验”中，避免存在未知风险：在不同系统同时出现两个第一组事件累积时（I01），机组需要在规定时间内执行机组降功率、停机等后撤操作。提前识别此试验可能产生第一组事件，调整日常生产计划，与其相关工作错开执行，避免导致机组降功率、停机等后撤可能，以减少经济损失。
3. 避免汽机带负荷试验一回路压力超限值方法的主要优点
?不会影响反应堆一回路调节系统，不改动反应堆相关保护功能；
?严格遵守《核电站运行技术规范》要求；
?试验期间反应堆一回路功率控制、二回路汽机调节等各系统保持自动状态；
?不影响汽轮机进汽门带负荷开关试验的正常执行；
?只降低进汽门试验中的开关速率，不影响汽门的正常开关；
?只优化带负荷开关试验时间，高压缸间隔＞8分钟，低压缸间隔＞5分钟；
?汽轮机进汽门带负荷开关试验将有可能导致机组存在随机第一组随机事件（IO1），需将此试验纳入监督大纲“导致第一组随机事件（IO1）试验”中。
?减少对随机第一组随机事件（IO1）消耗比，提升电厂WANO指标，确保电厂遵守《运行技术规范》反应堆一回路冷却剂压力调节至15.5（±0.21）Mpa绝对压力之间要求，满足反应堆一回路冷却剂平均温度和压力在事故分析假设初始条件范围。
结论
通过上述原理简介及事件原因分析，压水堆核电站在执行每月一次的汽轮机进汽门带负荷开关试验里，找到了切实有效的方法实现避免压水反应堆一回路压力值短时超出《压水堆核电站运行技术规范》的方法与措施，使机组安全和经济地运行于各种工况，满足供电的质与量的要求。
参考文献：
[1]陈济东：大亚湾核电站系统及运行 北京：原子能出版社，1994
作者简介：
廖子亮：1999年起从事核电运行行业，经历核电运行各个岗位，现担任核电运行值长岗位。
肖守勇：2005年起从事核电运行行业，经历核电运行各个岗位，现担任核电运行值长岗位。