[发明专利]一种高温气冷堆低功率换料及并网发电的方法

说明书

本发明提供高温气冷堆低功率换料及并网发电的方法，包括如下步骤：第一阶段，反应堆维持在第一预设功率运行，对反应堆进行换料；二回路给水在蒸汽发生器内经一回路氦气加热后进入汽水分离器，汽水分离器产生的疏水经减压后回收进入除氧器内以加热二回路给水；第二阶段，调整运行参数，反应堆的功率由第一预设功率提升至第二预设功率，使得蒸汽发生器输出过热蒸汽，汽轮发电机维持在低负荷发电状态；持续对反应堆进行换料，直至反应堆堆芯底部的石墨球全部卸出；其中，第二预设功率小于额定功率的30％。本发明的一个技术效果在于，设计合理，不仅提升了换料速率，缩短了初装堆建立时间以及双堆的调试工期，而且显著提升了高温气冷堆的经济效益。

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种高温气冷堆低功率换料及并网发电的方法。

背景技术

高温气冷堆的初装堆芯是指燃料球和石墨球均匀混合后装满堆芯，建立起来能够达到满功率运行的堆芯状态。由于燃料球进入堆芯时的自由跌落高度有限，同时又有停堆深度和反应性控制的安全性要求，因此高温气冷堆不能实现零功率下满装载混合球的初装堆芯，堆芯底部需要预装一定高度的石墨球。需要在低功率运行过程中，使用燃料装卸系统从堆芯顶部装入混合球，同时从堆芯底部卸出预先装入的石墨球，直至石墨球全部卸出，堆芯全部为混合燃料球，反应堆才具备满功率运行条件。

初装堆芯建立常规方法是在约10％的功率水平将堆芯底部的纯石墨球更换为混合燃料球。高温气冷堆示范工程为直流蒸汽发生器核电机组。相对于其他压水堆核电机组，原设计在反应堆30％的额定功率以下需要保持固定给水流量，在高于30％功率后才进入直流负荷，给水在蒸汽发生器内直接生成过热蒸汽进入汽轮机发电。因此在反应堆30％负荷以下，给水在蒸汽发生器内加热后通过启停堆系统汽水分离器排至凝汽器，反应堆产生的热量无法利用，由海水冷却后排至大气。

因此，当前的初装堆建立换料过程存在以下技术问题：

1)常规换料方法的10％功率水平限制了换料速度，建立初装堆芯需要150余天，示范工程为两堆带一机，初装堆芯建立就累计需要10个月时间，过长的初装堆芯建立过程严重影响调试进度和高温堆的经济性。

2)高温堆在30％负荷以下运行时，反应堆产生的热量排放至凝汽器，由海水冷却后带走，未能有效利用，另一方面需要辅助电锅炉长时间高功率运行加热给水，能耗过大。

3)换料期间，启停堆系统大流量高压疏水(5MPa)持续排入凝汽器，冲刷凝汽器疏水扩容器内部件，容易造成设备损坏。

如何快速的建立初装堆芯、合理利用该阶段反应堆产生的热量，并降低对设备的影响已成为高温气冷堆高效经济运行亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明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低功率换料及并网发电的方法的新技术方案。

根据本申请实施例的一个方面，参加图1和图2，提供一种高温气冷堆低功率换料及并网发电的方法，包括如下步骤：

步骤S100，第一阶段，反应堆维持在第一预设功率运行，对反应堆进行换料；二回路给水在蒸汽发生器内经一回路氦气加热后进入汽水分离器，汽水分离器产生的疏水经减压后回收进入除氧器内以加热二回路给水；

步骤S200，第二阶段，调整运行参数，反应堆的功率由第一预设功率提升至第二预设功率，使得蒸汽发生器输出过热蒸汽，汽轮发电机维持在低负荷发电状态；持续对反应堆进行换料，直至反应堆堆芯底部的石墨球全部卸出；其中，第二预设功率小于额定功率的30％。

可选地，当反应堆在额定功率的30％以下运行时，设置主设备联锁保护如下；

当出现主氦风机跳闸的情况，自动关闭蒸汽发生器的压力控制调阀；同时，下插反应堆的控制棒，以维持反应堆的低功率；