一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法及系统与流程

本发明属于核电，特别涉及一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法及系统。

背景技术：

1、延伸运行是指在核电厂燃料自然循环的寿期末，不能再降低硼浓度释放反应性时，通过降低功率或降低一回路平均温度来延长反应堆运行时间的运行模式。延伸运行不仅给核电厂带来一定的经济性，而且对电站合理安排生产带来很大的灵活性。在核电基地进入群堆管理之后，延伸运行带来的灵活性和经济性将会更加突出。

2、传统压水堆核电厂正常运行时，控制棒基本处于堆顶位置，在开展延伸运行时，控制棒仍然保持在正常棒位下运行，延伸运行时正常情况下通过调整汽轮机功率来控制堆芯平均温度，控制棒作为堆芯平均温度和轴向功率偏差控制的补充控制手段。但是基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法未见报道。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，包括以下步骤：

4、当一回路硼浓度降低至第一浓度，调节控制棒；

5、控制棒调节后，设置反应堆的目标轴向功率偏差；

6、控制一回路的平均温度在第一预设范围内，根据堆芯运行情况周期性的测量结果更新目标轴向功率偏差，直至硼的浓度不再降低；

7、线性降低反应堆的功率，使一回路的平均温度在第二预设范围内，并重新设置反应堆的目标轴向功率偏差，直至反应堆停堆。

8、优选地，所述控制棒包括功率控制棒和轴向功率偏差控制棒。

9、优选地，调节所述控制棒，包括以下步骤：

10、闭锁功率控制棒的上限；

11、将轴向功率偏差控制棒棒置于手动模式，功率控制棒置于自动模式；

12、手动插入轴向功率控制棒，使功率控制棒自动抽出反应堆的堆芯，直至功率控制棒位于反应堆堆顶；

13、功率控制棒位于反应堆堆顶后，将功率控制棒置于手动模式。

14、优选地，设置反应堆的目标轴向功率偏差，包括以下步骤：

15、功率调控步骤：设置目标轴向功率偏差为测量值的+1～+1.5％范围内，将轴向功率控制棒置于自动模式。

16、优选地，控制反应堆的平均温度第一在预设范围内，根据堆芯运行情况周期性的测量情况更新目标轴向功率偏差，直至硼的浓度不再降低，包括：

17、除盐床步骤：通过除盐床缓慢去除一回路中的硼酸，当一回路的平均温度低于第一预设范围时，开启除盐床，当平均温度高于第一预设范围时，旁通除盐床运行，直至一回路的平均温度在第一预设范围内；

18、第一控制步骤：轴向功率偏差控制棒被自动抽出；

19、第一循环步骤：循环执行除盐床步骤和控制步骤，直至硼的浓度不再降低。

20、优选地，所述第一预设范围为300.5℃～301.5℃。

21、优选地，线性降低反应堆的功率，包括：

22、第二控制步骤：在控制反应堆的平均温度在第二预设范围内的前提下线性降低反应堆功率；

23、若平均温度低于第二预设范围，则降低汽轮机负荷以维持反应堆的平均温度在第二预设范围内。

24、优选地，所述第二预设范围为300.7℃～301.4℃。

25、优选地，重新设置反应堆的目标轴向功率偏差，直至反应堆停止运动，包括以下步骤：

26、功率调控步骤：设置目标轴向功率偏差为测量值的+1～+1.5％范围内，将轴向功率控制棒置于自动模式；

27、第二循环步骤：循环执行第二控制步骤和功率调控步骤，直至反应推停堆。

28、一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行系统，包括初始单元、设置单元、第一控制单元和第二控制单元；

29、所述初始单元，用于当一回路中硼浓度降低至第一浓度，进行控制棒调节；

30、所述设置单元，用于控制棒调节后，设置反应堆的目标轴向功率偏差；

31、所述第一控制电源，用于控制一回路的平均温度在第一预设范围内，根据堆芯运行情况周期性的测量结果更新目标轴向功率偏差，直至硼的浓度不再降低；

32、所述第二控制单元，用于线性降低反应堆的功率，使一回路的平均温度在第二预设范围内，并重新设置反应堆的目标轴向功率偏差，直至反应堆停堆。

33、本发明的有益效果：本发明的延伸运行方案在保证反应堆运行安全的前提下，最大限度的保证了反应堆运行的经济效益，主要有设计了寿期末控制棒提出的方案，保证堆芯剩余反应性的释放，最大限度的使反应堆维持满功率运行；采用了线性降功率的模式，避免了由于阶梯式降功率带来的功率损失；加深核燃料组件的卸料燃耗，提升了燃料组件的经济性。

34、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，所述控制棒包括功率控制棒和轴向功率偏差控制棒。

3.根据权利要求2所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，调节所述控制棒，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，设置反应堆的目标轴向功率偏差，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，控制反应堆的平均温度第一在预设范围内，根据堆芯运行情况周期性的测量情况更新目标轴向功率偏差，直至硼的浓度不再降低，包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，所述第一预设范围为300.5℃～301.5℃。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，线性降低反应堆的功率，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，所述第二预设范围为300.7℃～301.4℃。

9.根据权利要求7所述的一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法，其特征在于，重新设置反应堆的目标轴向功率偏差，直至反应堆停止运动，包括以下步骤：

10.一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行系统，其特征在于，包括初始单元、设置单元、第一控制单元和第二控制单元；

技术总结本发明提供了一种基于机械补偿堆芯运行的压水堆延伸运行方法及系统，其中方法包括：当一回路硼浓度降低至第一浓度，调节控制棒；控制棒调节后，设置反应堆的目标轴向功率偏差；控制一回路的平均温度在第一预设范围内，根据堆芯运行情况周期性的测量结果更新目标轴向功率偏差，直至硼的浓度不再降低。本发明的延伸运行方案在保证反应堆运行安全的前提下，最大限度的保证了反应堆运行的经济效益，主要有设计了寿期末控制棒提出的方案，保证堆芯剩余反应性的释放，最大限度的使反应堆维持满功率运行；采用了线性降功率的模式，避免了由于阶梯式降功率带来的功率损失；加深核燃料组件的卸料燃耗，提升了燃料组件的经济性。技术研发人员：孙广荣,丁维民,陈海鹏,唐识,王春财,刘烈,顾永光,蔡显岗,李茂友,杨慧宁,徐安邦受保护的技术使用者：中电投广西核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4