下载文档原格式
堆内构件是反应堆冷却系统中主要设备。
堆内构件（Reactor Vessel Internals，RVIs）作为反应堆系统的一部分，是反应堆压力容器内支承堆芯的结构部件。
堆内构件作为冷却剂流过堆芯提供流道。
其内部结构还为控制棒的运动提供导向、为堆芯测量装置提供支承和保护以及作为辐照监督提供支承[1]。
中国目前已基本完成AP1000的引进—消化—吸收。
国内制造厂家已成功完成AP1000核电机组堆内构件的国产化。
笔者通过发生的一系列质量案例，列举了AP1000机组堆内构件制造过程中导向筒组件焊接焊材错用、吊篮筒体焊接用内支撑跌落、导向筒组件摩擦力试验等问题，依据图纸、标准、管理程序和工艺规程等文件，对案例的原因分析、处理及结果验证和防范措施进行探讨，最终达到提升核电站主设备质量的预期效果。
AP1000堆内构件主要分为上部堆内构件、下部堆内构件、仪表格架板组件等。
上部堆内构件由上部支撑组件、上堆芯板、支撑柱、导向筒组件等组成。
下部堆内构件由吊篮筒体组件、堆芯罩、堆芯二次支承、涡流抑制板等组成。
在AP1000的堆内构件中，堆芯支撑结构属于安全C级，抗震I类，质量分组属于C组；堆内机构属于安全D级，抗震II类；涡流抑制板属于安全D级和抗震II类。
堆内构件采用的材料包括304H锻件、304棒材，304板材、316棒材、304管材等[2]。
1 导向筒组件焊接焊材用错问题导向筒组件是堆内构件的重要组成部件，导向筒组件对控制棒起导向和保护的作用。
导向筒组件分为上部导向筒组件和下部导向筒组件，结构复杂，焊缝数量多。
2013年11月，例行车间巡检过程中，发现某项目反应堆堆内构件下部导向筒连续段正在组装，准备焊接，抽查即将使用的焊接材料。
连续段焊接使用三种规格焊丝，经过进一步检查发现直径为0.8mm的焊丝，不是开工检查时释放的焊材，而是二代加项目CPR1000堆型使用的焊材,具体见图1，立即叫停即将进行的焊接工序，通知厂方质保人员到现场核查，最终确认该批焊丝并非AP1000用焊材，见图2。
AP1000反应堆功率控制系统棒联锁逻辑分析'AP1000反应堆功率控制系统棒联锁逻辑分析1 概述反应堆功率控制系统用于维持和调节反应堆堆芯参数在设计要求范围内，以确保反应堆按照电厂功率要求输出热功率。
作为主要过程控制系统之一，反应堆功率控制系统的控制逻辑设计对电厂稳定运行至关重要。
AP1000反应堆功率控制系统包括两个子系统：反应堆冷却剂平均温度（Tavg）控制子系统和反应堆轴向功率偏移（AO）控制子系统（以下简称Tavg控制和AO控制）。
Tavg 控制响应二回路负荷要求，根据一回路工艺过程实测温度值与二回路要求值之间的偏差计算并输出控制，调节反应堆功率控制棒组（M棒组）按一定速率（8步/分至72步/分）在堆芯移动，从而实现维持或调节反应堆冷却剂平均温度在程序设定值的目的，Tavg控制即反应堆输出热功率控制。
AO控制根据堆外核测仪表所测的反应堆上下部功率之差（反应堆功率轴向偏差）与系统设定偏差带之间的偏移量来计算并输出控制，调节反应堆轴向功率偏移控制棒组（AO棒组）按固定速率（8步/分）在堆芯移动，从而维持轴向功率偏差在要求的偏差控制带内。
反应堆稳定运行及瞬态过程中，Tavg控制子系统和AO控制子系统同时独立采集不同的堆芯参数，响应不同的控制要求，逻辑上独立运算，最终输出控制指令至棒控系统不同类型的控制棒组。
在系统功能设计上两者相对独立，但在实际控制执行中，两者存在逻辑接口。
西屋原设计中两个子系统的逻辑接口包括：（1）在控制棒交换过程中，AO控制棒将执行Tavg控制指令，此时仅执行Tavg控制。
（2）在M棒移动过程中，AO棒的移动将被闭锁，直至M棒动作（Tavg调节）结束。
接口1：是AP1000反应堆控本文由联盟收集整理制过程中的周期性操作，本文不做分析。
接口2）即为实现M棒组动作优先于AO棒组动作的棒联锁设计，M棒动作指令将直接作为闭锁AO棒移动的条件之一，本文重点对此联锁设计进行分析。
AP1000反应堆功率控制系统分析作者：张俊来源：《科技传播》2016年第17期摘要本文详细分析了AP1000反应堆功率控制系统在高、低功率水平下的反应堆功率控制、轴向功率分布的控制，总结了AP1000反应堆功率控制系统的特点，提出了今后运行过程中可能的风险和相应的建议。
关键词反应堆功率水平；功率分布；控制棒；控制中图分类号 TL3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）170-0214-02反应堆功率控制系统是核电厂的核心控制系统之一，其主要功能是实现对反应堆功率的自动控制，包括整个反应堆的功率水平控制以及反应堆内的轴向功率分布控制。
本文将从高功率模式下的平均温度控制、低功率模式下的反应堆功率控制，反应堆轴向功率分布控制等方面来详细分析AP1000的反应堆功率控制系统的控制方式和特点。
1 AP1000反应堆功率水平控制1.1 高功率水平下的反应堆功率水平控制高功率（15%FP～100%FP）水平下，通过两个偏差信号之和得到的总偏差信号来向控制棒控制逻辑柜输出控制棒移动速度和移动方向信号，通过调节M棒组维持反应堆冷却剂的平均温度和功率水平一致。
这两个偏差信号分别是：温度偏差信号和功率偏差信号。
温度偏差信号为主偏差信号，是汽机功率转化得到的参考温度信号与测得的高选反应堆冷却剂平均温度信号之差；反应堆冷却剂平均温度由热段和冷段测量温度来决定，参考温度在零负荷至满负荷范围内，随着汽轮机负荷线性增加。
功率偏差信号是汽机输出功率信号与测量核功率信号之差。
该输入控制信号能改善系统的响应，减少系统的瞬态峰值，因此可以提高控制子系统的控制性能。
1.2 低功率水平下的反应堆功率水平控制低功率控制模式（3%FP～15%FP）主要是启动和停堆时使用，其控制偏差由功率偏差形成，即操纵员设定的功率给定值与反应堆外核测功率之差，用以控制控制棒的移动方向和速度。
该模式下，汽轮机解列，蒸汽旁路排放系统用于调节反应堆冷却剂的温度，操纵员可以输入核功率整定值、以及变化到目标功率水平的时间，使核功率按照设定的速率线性变化，达到期望的核功率。
浅析AP1000棒控电源系统运行风险发布时间：2023-02-21T08:29:19.646Z 来源：《福光技术》2023年2期作者：舒童[导读] AP1000 棒控电源系统（RDPSS）为控制棒驱动机构提供260V三相交流电源，它的可靠程度直接关系到反应堆能否正常运行。
该系统的可靠性要求很高，一旦其发生人因事故或设备问题，都有可能导致系统可靠性降低、停堆甚至触发S信号。
三门核电有限公司浙江三门 3171001.引言AP1000 棒控电源系统（RDPSS）为控制棒驱动机构提供260V三相交流电源，它的可靠程度直接关系到反应堆能否正常运行。
该系统的可靠性要求很高，一旦其发生人因事故或设备问题，都有可能导致系统可靠性降低、停堆甚至触发S信号。
根据我厂以及国内同行电厂运行经验，棒控电源系统实际运行过程中，由于人因事故或设备问题，已经产生过多起异常状态或跳闸事故，影响了棒控电源系统可靠性。
因此棒控电源系统运行风险控制对于保证核电厂安全运行具有其重要意义。
本文分析了 AP1000 机组满功率运行时，预防棒控电源机组跳闸的风险控制措施，以及跳闸后对电厂的影响及应对策略，同时针对两列棒控电源机组跳闸后，运行人员的不同响应时间和动作顺序带来的后果进行了理论和模拟分析，并提出相关的改进意见。
2.棒控电源系统介绍2.1棒控电源系统布置和功能AP1000反应堆棒控电源系统采用传统的电动机/发电机组配置，为控制棒驱动机构提供可靠的三相260V，50Hz 电源，且能保证在多种故障工况下为控制棒驱动系统供电。
本系统与核电站电源的任何暂态扰动无关，因此具有一定的独立性。
棒控电源系统为非安全相关系统，由4个主要部件组成，即2套电动机/发电机组，2台 RDPS控制柜。
每一套电动机/发电机组由一台RDPS控制柜控制。
一台380V异步电动机、一台同步发电机与一台RDPS控制柜共同组成一个冗余序列，正常运行时两列同时向控制棒驱动机构供电，每列各承担 50%的负荷。
Academic Forum482 浅谈AP1000核电厂寿期末降功率运行策略与实施刘 晶，郝腾飞，周 健（三门核电有限公司，浙江 台州 317112）摘要：寿期末降功率运行是延伸运行的一种方式，通过降低功率来提供正反应性，以实现延长循环长度，推迟机组换料大修时间的目的。
核电厂寿期降功率运行策略的制定需要综合考虑寿期末运行方式、降功率的起始时间、降功率后的控制方式、降功率的限制和风险等因素。
论文以国内某AP1000核电厂寿期末降功率运行研究与实施为例，分析和评估几种不同的寿期末降功率策略，为后续AP1000核电厂寿期末降功率运行提供借鉴和参考。
关键词：AP1000核电厂；延伸运行；降功率延伸运行是指当一回路的硼浓度接近0ppm 时，通过降温和降功率引入正反应性，以保证反应堆加深燃耗，继续保持功率运行。
延伸运行能够提高大修停堆窗口的灵活性，改变机组停堆时间，对多机组核电站的错峰大修和电网夏季保电都具有重要意义0。
降功率运行是延伸运行的一种方式。
寿期末在无法通过改变控制棒棒位和硼浓度以提供正反应性的情况下，通过降低机组功率提供正反应性，以实现延长循环长度的目的。
1 降功率运行策略研究 在核电厂寿期降功率运行策略的研究中，需要考虑寿期末运行方式、降功率的起始时间、降功率后的控制方式、降功率的限制和风险等多方面的因素。
在确定停堆前的降功率目标功率后，评估机组降功率延伸运行的能力，研究不同降功率运行策略并对多种降功率运行策略进行分析、评估。
同时需要注意燃料设计和机组运行等方面的限制，充分识别运行中的风险，做好风险分析评估和应对方案。
下面提出三种不同的降功率运行策略。
（1）正常寿期末运行及降功率延伸运行至目标功率 寿期末控制棒位于参考棒位，按照正常的控制策略，以满功率、正常运行方式运行至硼浓度接近10 ppm，逐步降功率直至目标功率。
反应堆按照正常的机械补偿控制策略满功率运行至一回路硼浓度约为50-60 ppm 时，投用除硼床进行除硼，控制棒维持在参考棒位附近。
浅析AP1000核电站快速降功率和落棒恢
复
作者：毛文礼
来源：《科技视界》 2015年第18期
毛文礼
(中核辽宁核电有限公司，辽宁葫芦岛 125100)
【摘要】分析了AP1000核电站快速降功率系统的设计特点、控制和闭锁逻辑。
讨论了该系统在100%额定功率水平下停机不停堆的响应。
对停机后核功率在低功率水平稳定运行，恢复
落棒操作，瞬态开始至落棒恢复的反应性控制方式进行探讨，以期对电站的运行工作有所帮助。
【关键词】快速降功率；AP1000；落棒恢复
0 引言
AP1000快速降功率系统与二代核电站有很大的不同，在满功率情况下出现汽轮机故障跳闸时，通过快速降功率系统动作，将反应堆功率降低到汽轮机旁排系统和反应堆功率控制系统能
够控制的水平，避免反应堆停堆和主蒸汽安全阀打开。
汽轮机旁排系统为一回路提供一个人为的负荷，将主蒸汽旁路到凝汽器，排放能力为40%
额定蒸汽流量。
反应堆控制系统能够调节10%的阶跃降负荷或负荷每分钟线性变化5%。
汽轮机
旁排系统和反应堆功率控制系统总共能够满足50%的机组甩负荷。
大于50%的阶跃甩负荷或汽轮机在50 %负荷以上的跳闸工况，超过了上述两个系统的调节能力，会导致一回路过热。
这些工
况下，快速降功率系统需要动作，快速降低核功率，防止一回路过热。
1 快速降功率系统的触发
AP1000反应堆有69束棒束控制组件，按功能可分为功率控制棒组（M棒组）、轴向偏移棒组（AO棒组）和停堆棒组（SD棒组）。
负荷跟踪时，反应堆功率控制系统调节M棒组的提升和下插，保持一、二回路的功率匹配。
AO棒组用于调整堆芯轴向功率分布。
停堆棒组用于保证反
应堆停堆后具有足够的停堆裕度。
快速降功率系统也是通过棒束控制组件来实现其功能的，快
速降功率系统动作信号产生后，释放预先选定的停堆棒组和中心的AO棒。
快速降功率系统释放的棒组由操纵员依据BEACON（堆芯核运行最佳评估分析器）来选定。
通过对持续监测的堆芯热功率数据进行汇总得到堆芯的燃耗分布情况，根据堆芯燃耗分布情况
和堆功率水平给出推荐的快速降功率时需要插入堆芯的停堆棒组和中心的AO棒，经操纵员确认后，最终选定棒组。
只有在发生阶跃甩负荷超过50%额定功率或汽轮机在50%以上负荷跳机时才会触发快速降功率系统动作，因此快速降功率系统的触发有两个条件：1）核功率大于50%额定功率；2）汽轮
机甩负荷超过50%额定负荷（如图1所示）。
以100 %功率时汽轮机跳闸来说明快速降功率系统的运行。
该工况下产生保持的快速降功率信号，系统触发，将预先选定的棒组断电，棒组在重
力作用下插入堆芯，迅速将反应堆功率降至50%左右。
反应堆功率控制系统根据一回路平均温
度Tavg与二回路参考温度Tref之间的偏差信号将M棒组插入堆芯，反应堆功率逐渐降低。
此
时由于反应堆有功率存在，而汽轮发电机组已跳闸，因此一、二回路热量不平衡。
然后判断二
回路是否可用，若二回路不可用，则需要将反应堆停堆；若二回路可用（主给水泵在运行，蒸
汽发生器液位维持正常稳定，汽轮机旁排系统可用，凝汽器可用等），则在各系统的协作下，
导出一回路多余的热量，维持一回路温度。
当反应堆功率下降到低于15%，反应堆功率控制系
统将进入低功率模式，操纵员设定一个目标功率和速率，维持反应堆功率在12%~15%之间，此
时热量通过汽轮机旁排系统带走。
2 P-17逻辑和Runback功能
2.1 P-17闭锁逻辑
核功率负变化率高于15%/秒时，产生P-17信号，如图1所示。
该信号闭锁了M棒组的自
动和手动提升，AO棒组的自动下插，AO棒组的自动和手动提升。
这样就避免了快速降功率触发时，由于停堆棒组的落棒导致处于自动状态的M棒组和AO棒组提出。
该闭锁信号未闭锁M棒组的自动插棒，在快速降功率触发后，M棒组将根据一回路平均温度Tavg与二回路参考温度Tref 的偏差进行插棒。
P-17是一个保持的信号，若要进行棒的提升操作，需要手动进行复位。
2.2 Runback功能
汽轮机大的甩负荷工况时，由于快速降功率系统的动作向堆芯插入了停堆棒组和AO棒，可能引入过量的负反应性，使反应堆功率的下降多于汽轮机功率的下降。
AP1000的反应堆设计中，在没有主动控制干预时，堆芯功率跟随汽机功率运行。
一、二回路功率失配引起冷却剂平均温
度Tavg增加或降低，由于负的慢化剂的温度系数，Tavg的改变反过来影响堆芯功率，直到达
到新平衡。
也就是说快速降功率系统动作时，即使引入了过量的负反应性，堆芯功率最终会恢
复到与汽机功率一致，但是降低了一回路平均温度Tavg。
导致一回路过冷。
因此在快速降功率
系统动作后汽轮机需要Runback。
使用温度/功率失配信号和快速降功率信号来控制汽轮机Runback。
如图1所示，当快速降
功率信号出现，且温度/功率失配信号大于一个带有回环的设定值时，汽机负荷将会产生Runback，以一定速率降低汽机负荷。
从快速降功率信号出现到Runback有一个延时，其目的是防止在甩负荷瞬态之初就触发汽轮机Runback。
当温度/功率偏差信号小于设定值减去一个回环
值后，汽轮机Runback信号消失。
3 快速降功率系统落棒恢复
3.1 反应性补偿
反应堆功率由100%降到15%过程中，甩负荷后的反应性由快速降功率棒组和M棒组的下插来补偿。
反应堆功率降到15%左右后，由于氙浓度的积累，向堆芯引入负反应性。
若要使功率稳定在这一水平运行，应该在快速降功率触发后立即对一回路进行稀释，降低硼浓度，以补偿氙毒引入的负反应性。
稀释速率取决于稳定在15%功率水平的时间长短，在0~30分钟内需要的稀释流量是15.67m3/h。
落棒恢复过程中，通过移动M棒组来补偿快速降功率棒组提升引入的正反应性和氙浓度增加引入的负反应性。
图2所示为反应堆稳定在15%功率运行1小时后，进行落棒恢复（持续2小时），一回路硼浓度及氙价值的变化示意图。
3.2 落棒恢复策略
在15%功率水平时，若要将快速降功率系统动作而掉落的棒组恢复到原先位置，首先要停止对一回路的稀释。
然后通过将控制棒置于单棒控制模式，手动提升快速降功率棒组中的停堆棒，在停堆棒的提升过程中，控制M棒的移动来维持反应堆功率恒定在15%。
停堆棒恢复完毕后，再恢复掉落的AO棒到其原先位置，当M棒组中的M1棒组接近棒的插入限值时，就需要进行硼化。
一回路硼浓度增加将M棒组赶到需要的位置。
4 总结
AP1000快速降功率系统的设计，以及与其它一、二回路系统的相互协作，实现了电站停机不停堆的功能，从而减少了机组再次投入并网运行的时间，提高了电站的经济性。
引用BEACON 系统进行快速降功率系统的棒组选择，提高了灵活性。
由于BEACON在国内核电属于首次应用，且是一个非安全相关系统，BEACON系统的可靠性将影响快速降功率功能的实现。
快速降功率动作后，核功率要稳定在15%水平运行，就要立即进行稀释操作。
若操纵员由于耽搁而未能快速响应，氙浓度的积累将引起反应堆进入次临界。
一旦反应堆处于次临界且核功率下降到5%以下，操纵员就需要停堆。
【参考文献】
［１］车济尧.三门核电站停机不停堆的运行分析[J].中国核电,2014(3).
［责任编辑：邓丽丽］。
