高温气冷堆功率提升的控制方法与系统、电子设备与流程

本公开属于核电，具体涉及一种高温气冷堆功率提升的控制方法与系统、电子设备。

背景技术：

1、目前，核电站常见类型主要有压水堆核电站、重水堆核电站、与高温气冷堆核电站等。针对压水堆核电站来说，其功率提升的方法主要是通过提升控制棒、降低一回路硼浓度、提升二回路流量等方法来引入正反应性提升反应堆功率。

2、然而，高温气冷堆不同于压水堆核电站，其堆芯为球床结构，控制棒分布在堆芯外围，其反应性价值相对较低，通过提升控制棒提升功率速度较慢。其次，高温气冷堆一般是采用螺旋盘管式直流蒸汽发生器，其主蒸汽管板和管箱之间、管嘴内外壁之间传热特性差异大，容易在升降温过程中出现较大的温度梯度，进而形成过大的热应力，针对高温气冷堆来说，在提升功率过程中对主蒸汽温升也有严格的限制要求，其升温速率不超过10℃/h，高温气冷堆反应堆内安装有陶瓷堆内构件及43万个球形燃料元件，总重量达400余吨，反应堆热惯性大，使用控制棒提升反应堆功率来控制主蒸汽温升，由于堆芯整体热惯性导致主蒸汽温升不易控制。

3、因此，针对目前高温气冷堆功率提升过程中蒸汽发生器出口温升不易控制、控制提升速率慢等问题，有必要开发一种适用于高温气冷堆功率提升的控制方法与控制系统、电子设备。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆功率提升的控制方法与控制系统、电子设备。

2、本公开的一方面，提供一种高温气冷堆功率提升的控制方法，所述控制方法包括：

3、在两相流阶段，维持主蒸汽温度不变，通过提升给水流量与提升控制棒，以使反应堆提升至第一功率；之后，通过降低给水流量，使主蒸汽温度升高以通过两相流；

4、通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率；

5、保持主蒸汽温度不变，通过交替提升主给水流量与主氦风机流量，使得反应堆提升至额定功率。

6、可选地，在两相流阶段，主蒸汽温度维持在318℃，给水流量提升至36kg/s，反应堆第一功率为60mw；

7、之后主给水流量降低至26kg/s，主蒸汽温度升高至450℃。

8、可选地，在两相流阶段之前，所述控制方法还包括：

9、在反应堆启动前，利用辅助电锅炉加热除氧器内给水，控制给水流量维持在20-27kg/s，给水温度达160℃；

10、反应堆启动，提升控制棒与提升主氦风机流量，使蒸汽发生器出口温度达318℃，进入两相流阶段，停运辅助电锅炉，利用减温减压后的主蒸汽加热除氧器内给水。

11、可选地，所述通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率，包括：

12、通过提升主氦风机流量，提升给水流量至34kg/s，以及提升控制棒，以将一回路冷却剂温度提升至高于主蒸汽温度，且将主蒸汽温度升高至520℃，并使得反应堆功率提升至90mw。

13、可选地，所述控制方法还包括：

14、在反应堆功率提升过程中，当反应堆总功率超过230mw后，利用汽轮机抽汽加热给水，以维持高压加热器出口给水温度为160℃。

15、可选地，当反应堆总功率达230mw时，开启一级抽汽加热蒸汽调节阀，将汽轮机一级抽汽引入高压加热器加热给水，开启二级抽汽加热蒸汽调节阀同步关闭除氧器加热蒸汽调节阀，以将除氧器加热蒸汽切换为二级抽汽，维持高压加热器出口给水温度为160℃；或者，

16、当反应堆总功率达400mw时，关闭一级抽汽加热蒸汽调节阀，利用二级抽汽加热蒸汽调节阀调节高压加热器出口给水温度为160℃。

17、可选地，所述一级抽汽加热蒸汽调节阀与二级抽汽加热蒸汽调节阀均可随着高压加热器出口给水温度进行自动调节。

18、可选地，所述控制方法还包括：

19、在反应堆功率提升过程中，根据反应堆功率与控制棒棒位，调整反应堆堆芯装入的燃料球数，以使控制棒处于线性区内。

20、本公开的另一方面，提出一种高温气冷堆功率提升的控制系统，包括：

21、第一功率提升模块，用于在两相流阶段，维持主蒸汽温度不变，通过提升给水流量与提升控制棒，以使反应堆提升至第一功率；之后，通过降低给水流量，使主蒸汽温度升高以通过两相流；

22、第二功率提升模块，用于通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率；

23、第三功率提升模块，用于保持主蒸汽温度不变，通过交替提升主给水流量与主氦风机流量，使得反应堆提升至额定功率。

24、本公开的另一方面，提出一种电子设备，包括：

25、一个或多个处理器；

26、存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现前文记载的控制方法。

27、本公开提供一种高温气冷堆功率提升的控制方法与控制系统、电子设备，其中，控制方法包括：在两相流阶段，维持主蒸汽温度不变，通过提升给水流量与提升控制棒，以使反应堆提升至第一功率；之后，通过降低给水流量，使主蒸汽温度升高以通过两相流；通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率；保持主蒸汽温度不变，通过交替提升主给水流量与主氦风机流量，使得反应堆提升至额定功率。本公开通过对给水流量、主氦风机流量以及控制棒的协同控制，可实现快速提升反应堆功率，同时可精准控制蒸汽发生器出口温升，满足温升的限制要求。

技术特征：

1.一种高温气冷堆功率提升的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在两相流阶段，主蒸汽温度维持在318℃，给水流量提升至36kg/s，反应堆第一功率为60mw；

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在两相流阶段之前，所述控制方法还包括：

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率，包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当反应堆总功率达230mw时，开启一级抽汽加热蒸汽调节阀，将汽轮机一级抽汽引入高压加热器加热给水，开启二级抽汽加热蒸汽调节阀同步关闭除氧器加热蒸汽调节阀，以将除氧器加热蒸汽切换为二级抽汽，维持高压加热器出口给水温度为160℃；或者，

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述一级抽汽加热蒸汽调节阀与二级抽汽加热蒸汽调节阀均可随着高压加热器出口给水温度自动调节。

8.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

9.一种高温气冷堆功率提升的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结本公开提供一种高温气冷堆功率提升的控制方法与系统、电子设备，属于核电技术领域。控制方法包括：在两相流阶段，维持主蒸汽温度不变，通过提升给水流量与提升控制棒，以使反应堆提升至第一功率；之后，通过降低给水流量，使主蒸汽温度升高以通过两相流；通过提升给水流量、主氦风机流量以及提升控制棒，以提升一回路冷却剂温度与主蒸汽温度，并使得反应堆提升至第二功率；保持主蒸汽温度不变，通过交替提升主给水流量与主氦风机流量，使得反应堆提升至额定功率。通过对给水流量、主氦风机流量以及控制棒的协同控制，可实现快速提升反应堆功率，同时可精准控制蒸汽发生器出口温升，满足温升的限制要求。技术研发人员：曲斌,黄鹏,郭仕伟,张延旭,徐伟强,姜峰,仝礼允,马喜强受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5