摘要：華龍一號(HPR1000)設(shè)置了反應(yīng)堆冷卻劑泵迚出口壓差表用于測量反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS系統(tǒng))環(huán)路流量，取消了二代改迚型核電機組設(shè)置的彎管流量計。環(huán)路流量測量方式的改變直接影響RCS系統(tǒng)流量測量試驗的實施。通過研究主泵的運行特性和系統(tǒng)的阻力特性，提出了基于主泵電功率測量RCS系統(tǒng)流量的試驗方法。結(jié)合理論分析結(jié)果和工程實踐經(jīng)驗，給出了反應(yīng)堆冷卻劑惰走流量試驗的試驗方法和驗收準(zhǔn)則。研究表明，主泵電功率法可以測量RCS系統(tǒng)的流量，反應(yīng)堆冷卻劑惰走流量可以通過主泵惰轉(zhuǎn)過程的轉(zhuǎn)速變化迚行驗證。

　　關(guān)鍵詞：華龍一號(HPR1000);反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS);流量測量試驗;研究與設(shè)計

　　0前言

　　為提高核電機組運行安全裕量，滿足30min操縱員不干預(yù)的要求，華龍一號(HPR1000)針對反應(yīng)堆中破口失水事故(MBLOCA)增設(shè)了“安注信號與冷卻劑泵壓差低信號符合”觸發(fā)反應(yīng)堆冷卻劑泵(簡稱主泵)自動停運的保護信號。因此，HPR1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS系統(tǒng))在每條環(huán)路布置了壓差傳感器用于測量主泵迚出口的壓差，以滿足主泵自動停運的要求。

　　機電論文范例：現(xiàn)代企業(yè)機電一體化技術(shù)應(yīng)用分析

　　由于通過測量主泵迚出口的壓差可間接測量RCS系統(tǒng)環(huán)路流量，同時考慮簡化RCS系統(tǒng)布置，HPR1000取消了二代改迚型核電機組在主管道過渡段布置的彎管流量計。流量測量方式的改變直接影響RCS系統(tǒng)流量測量試驗的實施，因此有必要對HPR1000的RCS系統(tǒng)流量測量調(diào)試試驗迚行研究，以驗證滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。

　　1核安全導(dǎo)則要求

　　國家核安全局(NNSA)、國際原子能機構(gòu)(IAEA)和美國核管會(NRC)發(fā)布的核安全導(dǎo)則均要求核電廠在首次裝料后的次臨界試驗階段測量RCS系統(tǒng)流量，包括主泵運行時的流量測量試驗和失流試驗以測量惰走流量[1-3]，一般將這2個試驗分別稱為RCS系統(tǒng)流量驗證試驗和反應(yīng)堆冷卻劑惰走流量試驗。

　　2流量測量介紹

　　2.1儀表布置

　　HPR1000的RCS系統(tǒng)每條環(huán)路布置了4個壓差傳感器，儀表位號分別為*80MP、*81MP、*82MP和*83MP(*=1、2、3，為環(huán)路標(biāo)識)，主泵迚口取壓點位于主管道過渡段90°彎頭(主泵側(cè))水平直管處，主泵出口取壓點位于主管道冷段距離泵殼出口約700mm處。

　　2.2流量信號

　　HPR1000機組運行時，RCS系統(tǒng)任意1條環(huán)路流量低與P8信號(反應(yīng)堆功率大于30%額定功率)符合、或者任意2條環(huán)路流量低與P7信號(反應(yīng)堆功率在10%~30%額定功率之間)符合觸發(fā)緊急停堆，環(huán)路流量低與堆芯衰變熱低符合觸發(fā)防硼誤稀釋保護，環(huán)路流量低還參與生成安注信號，以上流量低整定值均為相對值。在滿功率平臺校準(zhǔn)壓差傳感器，使流量顯示為100%Qn(Qn為額定流量)，校準(zhǔn)后的流量信號可以滿足機組運行要求。

　　3反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)流量驗證試驗

　　3.1試驗?zāi)康?/p>

　　本試驗的目的是在首次裝料后的次臨界試驗階段，測量RCS系統(tǒng)每條環(huán)路和通過反應(yīng)堆壓力容器的近似流量，以允許核電機組提升功率而不影響燃料組件的完整性。3.2試驗方法由于HPR1000的RCS系統(tǒng)采用全新的設(shè)計，在調(diào)試階段無法準(zhǔn)確獲得式(2)中的K值，因此也就無法得到環(huán)路流量。在次臨界試驗階段的熱停堆工況，3臺主泵同時運行，考慮主泵的運行特性和RCS系統(tǒng)的阻力特性。

　　4反應(yīng)堆冷卻劑惰走流量試驗

　　4.1試驗?zāi)康?/p>

　　本試驗的目的是為了驗證3臺主泵同時斷電后，反應(yīng)堆壓力容器中的惰走流量可維持核電廠對應(yīng)于偏離泡核沸騰比(DNBR)的安全工況。

　　4.2試驗方法

　　主泵惰轉(zhuǎn)工況下，無法使用電功率的方法迚行環(huán)路流量測量。在HPR1000的失流事故分析中，環(huán)路實際流量和通過主泵迚出口壓差計算得到的流量變化，縱坐標(biāo)“流量份額”為主泵停運后的環(huán)路流量與初始環(huán)路流量的相對值。通過主泵迚出口壓差計算得到的環(huán)路流量下降速度與實際流量下降速度不一致，這是由于主泵惰轉(zhuǎn)工況下，系統(tǒng)的阻力發(fā)生了變化。因此，在主泵惰轉(zhuǎn)過程中，通過主泵迚出口壓差計算的環(huán)路流量無法表征環(huán)路流量的真實變化。 基于國內(nèi)采用彎管流量計的二代改迚型機組經(jīng)驗，考慮采用主泵轉(zhuǎn)速變化來表征環(huán)路流量變化。

　　主泵惰轉(zhuǎn)工況下，理論計算的環(huán)路流量與轉(zhuǎn)速變化曲線，縱坐標(biāo)“流量/轉(zhuǎn)速份額”分別為主泵停運后的環(huán)路流量/主泵轉(zhuǎn)速與初始環(huán)路流量/初始主泵轉(zhuǎn)速的相對值。可見，主泵轉(zhuǎn)速下降趨勢與環(huán)路流量下降趨勢基本一致。實測的主泵轉(zhuǎn)速下降趨勢與環(huán)路流量下降趨勢也基本一致，與理論計算的結(jié)果符合。由于HPR1000采用的主泵型號與上述試驗的機組一致，在主泵惰轉(zhuǎn)工況下，主泵轉(zhuǎn)速的下降趨勢能夠表征環(huán)路流量的下降趨勢。

　　5結(jié)論

　　針對HPR1000的RCS系統(tǒng)流量調(diào)試試驗，通過研究得出以下結(jié)論：(1)3臺主泵運行時，RCS系統(tǒng)每條環(huán)路流量可以采用主泵電功率的方法迚行測量。(2)3臺主泵惰轉(zhuǎn)工況下，主泵轉(zhuǎn)速下降趨勢能夠代表環(huán)路流量的下降趨勢，反應(yīng)堆冷卻劑惰走流量試驗可以通過主泵惰轉(zhuǎn)過程的轉(zhuǎn)速變化迚行驗證。

　　參考文獻：

　　[1]國家核安全局.核電廠調(diào)試程序：HAD103/02[S].北京：國家核安全局，1987:1422-1423.

　　[2]IAEA.CommissioningforNuclearPowerPlants：SSG-28[S].Vienna:IAEA，2014:75-76.

　　[3]NRC.InitialTestProgramsforWater-CooledNuclearPowerPlants：RG1.68[R].WashingtonDC:NRC，2013:A-21-A-23.

　　作者：黃宗仁，王明利，李峰