核电机组发电能力改善的途径论文_李龙,麻伟华

核电机组发电能力改善的途径论文_李龙,麻伟华

(福建福清核电有限公司 福建福清 350318)

摘要:发电能力是评价核电机组的重要指标,也是提升效益的关键内容。在本文中,将就核电机组发电能力改善的途径进行一定的研究。

关键词:核电机组;发电能力;改善途径

1 引言

同火电厂的功能相同,核电站也是在生产当中实现热能向电能的转换,但两者却在发电方式上存在差异,即核电站通过反应堆形成的核聚变以及核裂变能产生热能。同样的是,发电能力都是两者运行的重要指标,对此,即需要能够对发电能力引起重视,以科学措施的应用做好机组发电能力改善与优化。

2 发电能力评价原则

同火电机组相比,核电机组当中不存在锅炉,但其在生产当中却需要对核安全措施具有更多的考虑。对此,在对核电机组发电能力进行评价时,则需要保证在提升发电能力的同时不会对核安全产生影响,且反应堆热功率值不能超出运行技术规范以及安全分析报告当中规定的热功率值。同时,需要在生产当中对厂用电率以及设备热耗率进行最大程度的降低,通过对机组热效率的提升实现机组发电水平的提升。

同火电机组热力系统相比,虽然核电机组同其存在一定的差距,但在火电机组当中的很多发电能力指标却都能够应用在核电机组当中。联系核电机组特点,可以选择机组热效率以及最大连续发电功率作为评价指标,并在同其余经济指标如上网电量、发电量间结合评价。最大连续发电功率是机组运行当中的重要指标,该指标即是在额定条件下如额定冷却水温度、反应堆热功率以及设备处于稳定状态情况下出线端的最大发电功率,同机组设定额定电功率不同,其由机组运行当中所具有的状态确定。

3 提升核电机组发电能力措施

在本研究中,以我国某核电站为例,对其发电能力的改善措施进行一定的分析:

3.1 基准热功率测量系统

在核电站运行当中,其通常通过热平衡原理,以给水参数以及蒸汽发生器蒸汽反推计算反应堆热功率。在本核电站,其由试验仪表系统实现,其在运行当中测量计算获得的反应堆热功率即称之为基准热功率,在实际生产当中,系统控制系统以及热功率监测都以该功率为基础调整出。对此,在生产当中热功率的误差情况以及准确性则将对反应堆热功率的控制与调节产生较大的影响,且将直接关系到机组发电能力。在生产当中,如果能够缩小基准热功率误差,对反应堆实际热功率进行提升,在能够使其同安全热功率更为接近的情况下实现机组发电能力的提升:第一,蒸汽发生器入口给水温度、压力流量以及出口蒸汽压力这几部分组成了KME热功率测量工作,在该项工作当中,传感器精度十分关键,将直接影响到KME测量精度。近年来,该核电站使用了具有较高精度的传感器,并通过标准同传感器运行当中的及时对比实现其偏差的修整;第二,在以往KME测量当中,其存在着较大的随机误差,根据相关理论可以了解到,在经过一定次数测量之后,随机误差的正负向误差基本相等,可以通过对算数平均值的多次测量实现该过程当中随机误差的降低。对此,该核电站在生产当中对以往KME的采样周期、时间进行了改变,保证不同测量点在运行当中都进行100次以上的采集。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在优化处理后,所获得的KME测量同计算误差间差距为0.5%,同以往1%误差具有了较大的提升,以此提升约5MW的发电能力。

3.2 热功率监测偏差缩小

在该电站运行中,其具有三种反应堆热功率测量方式,即KME、RPN以及KDO。其中,RPN通过对中子通量的测量对瞬时热功率值进行计算,KDO则使用现场仪表,经过对一回路热工参数的测量实现瞬时热功率的计算,在实际运行当中,需要通过该两类系统的应用保证机组在运行当中的瞬时热功率处于规定安全功率值以内。在保证安全的基础上,从运行角度出发提升系统精度以及热功率监测精度则是对机组出力进行提升的重点手段:第一,机组在原运行当中,具有较大的KDO显示值波动,受到最大波动影响,则使得机组实际热功率较低,并因此对机组的实际出力产生影响。根据分析可以发现,该波动问题存在的原因,是因仪表测量通道以及反应堆物理参数在测量当中存在误差所导致的,对此,统一对KDO中间计算变量以及信号源采样点实现滑动平均处理,在经过该方式优化处理后,热功率波动存在较大幅度的下降,其波动情况从最初的50Mw下降到25Mw,有效提升了发电功率;第二,功率测量存在偏差,当测量偏差较大时,则将影响到实际热功率。对此,该核电站在生产当中对三类热功率测量进行严格控制,即当KME同KDO间偏差在0.25%时,即对KDO以KME功率修正处理。通过该方式的应用,不仅是对机组运行安全的保证,且能够将机组反应堆热功率保持在一个较高的水平当中,在保证出力水平的同时以科学措施的应用做好RPN热功率的修正。

3.3 凝汽器性能维护

在该核电厂投入运行以后,对凝汽器进行了较多次的特性试验,通常来说,其试验点在燃料循环初期以及循环末期,并根据试验获得结果确定凝汽器特性的改善措施:第一,根据试验数据,在一个燃料循环周期当中,其凝汽器冷却管清洁程度从初期到末期逐渐降低,在对凝汽器进行待续清洗处理之后,则能够获得较高的清洁度,但在每次大修之后,冷却管在具体清洁程度方面也将存在一定的差异。在设备大修期间,通常使用胶球清晰凝汽器冷却管,但在该方式当中,在使用一定次数之后,胶球因清洗当中磨损情况的存在,其直径制浆逐渐减小,并因此对实际清洗效果产生影响。对此,确定在大修当中使用新胶球清洗,通过该方式的应用提升清洗效果;第二,在日常工作检测当中,当发生机组真空值发生下降情况时,及时对真空系统进行氦气检漏。在该方式当中,通过对氦气较高扩散性的应用,则能够以准确、快捷的方式寻找到系统泄漏点。总体来说,通过对生产当中对凝汽器的参数分析以及性能试验方式应用,则能够在实现机组维修质量监督的基础上使机组一直处于好的经济运行状态当中。

4 结束语

核电机组发电能力是核电厂运行的重要参数指标,且具有较广的影响因素,包括有设备状态维护以及管理检修工作的开展等。在上文中,我们对核电机组发电能力改善的途径进行了一定的研究。在实际机组运行中,需要做好重点因素的把握,以科学措施的应用进一步提升机组发电能力。

参考文献:

[1] 刘钊,赵明,耿向瑾,何屏.云南煤炭与火电机组发电能力现状的分析研究[J]. 工业加热. 2014(02)

[2] 牛敬娟,张东辉,罗德康.中国实验快堆发电能力分析研究[J]. 原子能科学技术. 2015(11)

[3] 李波.浅谈核电厂纠正行动计划的有效性评价[J]. 南方能源建设. 2017(01)

论文作者:李龙,麻伟华

论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/25

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