一种模块式高温气冷堆机组的启动方法及系统与流程

本发明涉及核反应堆工程，特别是一种模块式高温气冷堆机组的启动方法及系统。

背景技术：

1、模块式高温气冷堆机组包括了多个核蒸汽供应模块(nsss)、蒸汽供应管路与阀门、汽轮发电机组、主蒸汽旁路排放管路和阀门、凝汽器等。核蒸汽供应模块(nsss)包括核反应堆、蒸汽发生器、氦气风机、联结管道等设备。核反应堆中通过氦气流动将反应堆堆芯核燃料产生的热量带出并输送至蒸汽发生器的一侧。热量在蒸汽发生器中通过传热管传递，并由蒸汽发生器二次侧中流动的给水带走。流动的给水在蒸汽发生器中转化为蒸汽，送至汽轮机做功。最终汽轮机带动发电机进行转动，产生电能后并入电网。

2、模块式高温气冷堆在机组启动阶段需要考虑诸多的因素，如反应堆功率、反应堆冷却剂系统压力、反应堆冷却剂氦气的冷端温度、反应堆冷却剂氦气的热端温度、蒸汽发生器出口蒸汽压力、蒸汽发生器出口蒸汽温度等多种参数，被控制的执行机构包括反应堆控制棒，反应堆氦气风机，主给水泵等。

技术实现思路

1、鉴于现有的模块式高温气冷堆机组的启动方法中物理参数多变，控制系统复杂的问题，使机组的启动异常复杂，因此需设计一种机组启动方式，使机组启动变得简单和高效，同时可以降低机组启动过程中的瞬态扰动、保护信号误触发停堆停机等风险。

2、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种模块式高温气冷堆机组的启动方法及系统。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种模块式高温气冷堆机组的启动方法，其包括，将模块式高温气冷堆机组从零功率状态到100％额定功率状态的转变过程划分为四个阶段；明确各阶段启动条件，判定启动初始条件、状态变化要求、系统配置以及设备控制要求；根据各阶段启动条件进行模块式高温气冷堆机组的分阶段启动。

5、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述四个阶段包括反应堆临界阶段、低功率运行阶段、效率调整阶段以及线性控制阶段。

6、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述启动条件包括反应堆临界阶段启动条件、低功率运行阶段启动条件、效率调整阶段启动条件以及线性控制阶段启动条件。

7、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述反应堆临界阶段启动条件包括燃料装入量在设定值以上、反应堆堆芯平均温度在设定值以上、吸收球均在贮存罐内、反应堆安全棒均在上限位；当系统满足所有启动条件时，判断反应性周期是否满足设定值，若满足，则继续进行启动；若不满足时，则重新开始启动条件的检测；若系统存在有启动条件不满足时，则停止启动，等待全部启动条件完成，继续进行启动；通过自动和手动提升控制棒实现反应堆临界，使反应堆中子通量水平维持在1000cps；当反应堆中子通量水平低于1000cps时，则继续提升控制棒，直到反应堆中子通量水平到达1000cps；当反应堆中子通量水平维持在1000cps时，则停止控制棒的提升，维持反应堆中子通量保持，少量下插控制棒，使反应堆中子变化率保持为0；当反应堆中子通量水平高于1000cps时，则立即停止提升控制棒，并少量下插控制棒，使反应堆中子通量水平保持在1000cps，直到反应堆中子变化率保持为0，维持反应堆临界阶段状态。

8、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述低功率运行阶段启动条件包括反应堆中子通量在1000cps以上、主蒸汽旁路阀投入运行和启停堆系统汽水分离器投入运行；当系统满足所有启动条件时，则进行提升反应堆功率，继续进行启动，并且提升氦气风机流量至50％额定流量，提升给水泵流量至40％额定流量，直到反应堆功率达到25％额定功率；若存在部分启动条件不满足时，则重新开始启动条件的检测，直到所有启动条件均满足，继续进行启动，提升反应堆功率，直到反应堆功率达到25％额定功率；使汽轮发电机完成冲转并网，判断蒸汽发生器出口蒸汽过热度是否满足设定值，若满足，则使启停堆汽水分离器切除，并且维持汽轮机入口压力等于额定压力；若不满足，则继续增大蒸汽发生器出口蒸汽过热度，直到满足设定值继续进行启动，直到反应堆功率达到30％额定功率，停止继续提升反应堆功率。

9、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述效率调整阶段启动条件包括反应堆功率等于30％额定功率、氦气风机流量等于50％额定功率和给水泵流量等于40％额定功率；当系统满足所有启动条件时，则继续进行提升反应堆功率，并且提升氦气风机流量至100％额定流量，维持汽轮机入口压力等于额定压力，直到反应堆功率达到40％额定功率，投入凝结水加热器，增加给水除氧器压力和温度到达额定值，增加给水加热器压力和温度到达额定值；若存在部分启动条件不满足时，则重新开始启动条件的检测，直到所有启动条件均满足，继续进行启动，提升反应堆功率，直到反应堆功率达到40％额定功率，投入凝结水加热器，增加给水除氧器压力和温度到达额定值，增加给水加热器压力和温度到达额定值。

10、作为本发明所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的一种优选方案，其中：所述线性控制阶段启动条件包括反应堆功率等于40％额定功率、氦气风机流量等于100％额定功率、给水流量等于40％额定功率、给水温度在额定值以上；当系统满足所有启动条件时，则继续进行提升反应堆功率，并且给水泵流量至100％额定流量，维持汽轮机入口压力等于额定压力，提升发动机功率至最大值，使反应堆功率达到100％额定功率，调整控制棒维持反应堆功率稳定；当反应堆功率未达到100％额定功率时，则调整控制棒继续提升反应堆功率，直到反应堆功率达到100％额定功率，维持反应堆功率稳定。

11、第二方面，本发明实施例提供了一种模块式高温气冷堆机组的启动系统，其包括：判别模块，用于将模块式高温气冷堆机组从零功率状态到100％额定核功率状态的转变过程划分为四个阶段；控制模块，用于明确各阶段启动条件，判定启动初始条件、状态变化要求、系统配置以及设备控制要求；启动模块，用于根据各阶段启动条件进行模块式高温气冷堆机组的分阶段启动。

12、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的任一步骤。

13、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的任一步骤。

14、本发明有益效果为使模块式高温气冷堆机组的启动流程更加清晰，逻辑更加严谨，并为全自动启动创造了最佳的条件；简化了机组控制逻辑，增强了自动控制的稳定性，降低了控制系统的工作负担，提升了机组的机动控制能力。

技术特征：

1.一种模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述四个阶段包括反应堆临界阶段、低功率运行阶段、效率调整阶段以及线性控制阶段。

3.如权利要求2所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述启动条件包括反应堆临界阶段启动条件、低功率运行阶段启动条件、效率调整阶段启动条件以及线性控制阶段启动条件。

4.如权利要求3所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述反应堆临界阶段启动条件包括燃料装入量在设定值以上、反应堆堆芯平均温度在设定值以上、吸收球均在贮存罐内、反应堆安全棒均在上限位；

5.如权利要求4所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述低功率运行阶段启动条件包括反应堆中子通量在1000cps以上、主蒸汽旁路阀投入运行和启停堆系统汽水分离器投入运行；

6.如权利要求5所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述效率调整阶段启动条件包括反应堆功率等于30％额定功率、氦气风机流量等于50％额定功率和给水泵流量等于40％额定功率；

7.如权利要求6所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：所述线性控制阶段启动条件包括反应堆功率等于40％额定功率、氦气风机流量等于100％额定功率、给水流量等于40％额定功率、给水温度在额定值；

8.一种模块式高温气冷堆机组的启动系统，基于权利要求1～7任一所述的模块式高温气冷堆机组的启动方法，其特征在于：包括，

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述模块式高温气冷堆机组的启动方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种模块式高温气冷堆机组的启动方法及系统，涉及核反应堆工程技术领域，包括将模块式高温气冷堆机组从零功率状态到100％额定核功率状态的转变过程划分为四个阶段；明确各阶段启动条件，判定启动初始条件、状态变化要求、系统配置以及设备控制要求；根据各阶段启动条件进行模块式高温气冷堆机组的分阶段启动。本发明使模块式高温气冷堆机组的启动流程更加清晰，逻辑更加严谨，并为全自动启动创造了最佳的条件；简化了机组控制逻辑，增强了自动控制的稳定性，降低了控制系统的工作负担，提升了机组的机动控制能力。

技术研发人员：张晓斌,张冀兰,杨加东,曹雷涛,蒋勇,杨强强,刘华,赵燕子,徐广学,高俊,魏文斌,刘晓红
受保护的技术使用者：华能核能技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22