在延伸過程中用于控制壓水核反應堆的方法
【技術領域】
[0001]本發明領域是當反應堆到達壽期末時(在延伸過程中)壓水核反應堆的控制領域。
【背景技術】
[0002]在壽期末當在額定條件下(熱功率等于額定功率的100% )時考慮一壓水核反應堆，硼濃度接近零(通常小于10ppm(百萬分之一))。
[0003]然而，在壽期末，通過降低初始溫度補償由于燃料耗盡而使反應性損失來改變換料并繼續反應堆的動力操作仍然是可行的，通過“減速劑酌”提供必要的反應性(通過減速劑(水)的溫度的變化提供反應性的變化)。該壽期延長階段通常被稱為“延伸”。
[0004]在該“延伸”階段過程中，由于不可能通過稀釋來改變主冷卻劑中的硼濃度而使經由傳統的控制方式(控制主冷卻劑的平均溫度和控制功率的軸向分布)來控制反應堆是困難的。該控制難度在燃料貧化區考慮到軸向氙振蕩下更不穩定的事實下被放大。這樣，在該延伸階段過程中，控制棒組的移動將被避免。
[0005]在可能持續達兩個月的該“延伸”階段，反應性的下降通過主冷卻劑的溫度的下降進行補償。該溫度的下降導致在蒸汽發生器的水平處壓力的下降。這樣，反應堆的最大功率將受到在渦輪入口閥(所有的渦輪入口閥均張開)的蒸汽壓力上游處給定的渦輪所能夠獲得的功率的限制。
[0006]而且，在該延伸階段過程中，反應堆的機動性極大地降低。實際上并不可能調節由反應堆所產生的功率以符合于電網運營服務(負荷監視)預先建立的程序，或以然后非常偶然地且在提高的監視下比較于具有小幅度變化的電能消耗執行功率的產生的實時調節(頻率調節)。
[0007]在該延伸過程中，對于操作人員來說還有必要執行增加的監視以盡快檢測氙振蕩的發生。在氙振蕩的情況下，必須降低負荷，以控制反應堆，這使任何功率的增加困難或甚至不可能。實際上，在負荷下降后，氙增長可以不再通過稀釋操作來補償，這有必要抽取控制棒組。當控制棒組定位在芯的頂部(抽取位置)時，不再可能控制功率的軸向分布，反應堆必須停止。
[0008]圖1圖示在“延伸”階段的過程中不同的溫度程序。第一曲線P?f通常表示基準溫度曲線的實例，所述基準溫度曲線是用于當壓水反應堆在正常運行時調節壓水反應堆的程序的功率的函數。在“延伸”過程中，溫度調節程序的溫度曲線定期地(幾天的量級)改變幾度，通常為2°C至3°C。在正常運行過程中的基準溫度曲線P?f因此在“延伸”階段過程中被保存并按照時間分為不同的曲線Pi，P2，P3，…PnM。
[0009]通過在“延伸”過程中的這種類型的控制，在正常模式中溫度的調節因此使用新的溫度曲線來保存(通過潛在地增加死區來限制控制棒組的行為)。

【發明內容】

[0010]根據本發明的控制方法使得可修改主冷卻劑的平均溫度的調節原理和在該“延伸”階段過程中通常使用的功率的軸向分布。
[0011]在本文中，本發明目的在于提供一種用于在延伸過程中控制壓水核反應堆的方法，使得可在反應堆的操作的該延伸階段過程中改進反應堆的機動性并尤其使得可有利于頻率調節的可行性。
[0012]為此，本發明的主題是一種用于控制壓水核反應堆的方法，所述反應堆包括:
[0013]產生熱功率的區；
[0014]用于獲取主冷卻劑的平均溫度和熱功率的傳感器；
[0015]用于控制主冷卻劑的溫度的致動器；以及
[0016]用于控制功率軸向分布的致動器；
[0017]該控制方法包括用于通過控制主冷卻劑的平均溫度以使其根據反應堆的熱功率符合基準溫度曲線來在正常運行過程中控制反應堆的第一控制階段。
[0018]該方法特征在于，其包括被稱為延伸的第二控制階段，所述第二控制階段在反應堆的正常運行后發生，以通過控制功率的軸向分布來控制延長過程中的反應堆，該平均溫度在由上限和下限所限定的溫度范圍中自由地變化。
[0019]考慮到反應堆在硼濃度等于或小于50ppm以及優選地小于lOppm的時刻處于延伸過程。
[0020]這樣，根據本發明的在“延伸”階段中的控制方法提出了通過控制棒組的移動作用控制功率的軸向分布以及使冷卻劑的平均溫度不沿著溫度曲線自由地變化。
[0021]尤其是有利于延伸階段中的該調節原理，因為在該階段中的主冷卻劑的平均溫度在給定高減速劑酌下沒有變化很大。
[0022]由于根據本發明的控制方法，比較于根據現有技術的控制，極大地有利于在延伸階段過程中的反應堆的頻率調節，因為平均溫度可以自由地變化并不再必須調節以符合基準溫度曲線，如在圖1中的例子所圖示的那樣。
[0023]而且，根據本發明的在延伸階段中的控制方法的調節的特定原理使得可以最大可能的功率利用反應堆，尤其在負荷下降的實現后，這不是通過根據現有技術的控制的情況。實際上，在負荷下降(反應堆的功率減少)后，可以利用溫度的下降以補償氙增長以及使反應堆以其最大功率運行。例子將在說明書的下文中進行描述。
[0024]根據本發明的用于控制壓水核反應堆的方法也可以具有以下單獨描述的或根據其任何可能技術的組合的一個或多個特征:
[0025]在延伸階段中，功率的軸向分布的控制通過在該區中的控制棒組的移動來產生；
[0026]在延伸階段中，軸向分布的控制通過位于該區的一半高度上的一組棒組的移動來產生，使得該棒的下端部在該區的上部分與一半高度之間移動；
[0027]在正常運行階段過程中，通過修改或不修改主冷卻劑的硼濃度，主冷卻劑的平均溫度的控制和功率的軸向分布通過在該區中的棒組的移動產生；
[0028]在延伸階段中，功率的軸向分布的控制被自動化；
[0029]在延伸階段中，在死區內在功率的定點軸向分布的周圍執行功率的軸向分布的控制;
[0030]溫度范圍的上限在反應堆的正常運行過程中符合基準溫度曲線；
[0031]溫度范圍的下限在變化_Y°C的反應堆的正常運行過程符合基準溫度曲線，Y包括在5與50之間，優選地在5與30之間；
[0032]在一變型中，下限符合等于在額定功率的100%處變化_Z°C的基準溫度的固定溫度，Z包括在10與50之間，優選地在20與30之間；以及
[0033]在延伸階段中，其中主冷卻劑的平均溫度可以自由地變化的溫度范圍由最大功率限制，所述最大功率根據被稱為渦輪限值的主冷卻劑的溫度供應至渦輪。
【附圖說明】
[0034]參考附圖，本發明的其它特征和優點通過其以下給定的描述變得明顯，用于指示性的目的并非限制性的。
[0035]在之前描述圖1圖示在延伸階段過程中以及溫度變化過程中的不同溫度的調節程序，所述溫度做為在根據現有技術的最大功率處運行的過程中的該階段的過程中的功率的函數。
[0036]圖2圖示作為負荷下降過程中的功率的函數的溫度的變化的例子，所述負荷的下降在根據本發明的延伸階段過程中發生。
[0037]圖3圖示作為負荷下降過程中的功率的函數的溫度的變化的例子，所述負荷的下降在根據現有技術的延伸階段過程中發生。
【具體實施方式】
[0038]如之前在圖1中所描述的，當反應堆在一正常運行周期后進入到“延伸”時，一第一階段包括盡可能多地保存反應堆在100%的額定功率(PN)處的熱功率。該第一階段在圖1的點A與點B之間圖示。保持100%的額定功率通過隨著在二回路的壓力(和平均溫度)下降而增加渦輪入口閥的開口來實現。該第一階段的末端對應于到達渦輪入口閥的完全開口 (點B)。
[0039]渦輪入口閥完全地張開，功率當蒸汽壓力下降時可以不再維持在100%。反應堆的最大熱功率因此隨著主冷卻劑的平均溫度下降以及蒸汽壓力的下降而下降。該階段顯示在圖1的點B與點Η之間。其在之前所描述的第一階段后發生，并對應于在由渦輪處的蒸汽壓力所限制的全功率處反應堆的功率的演變。該限制在下文由“渦輪限制”所指示并由圖1中的被標為LT的虛線所表示。
[0040]根據現有技術，在之前所描述的該Α-Β階段然后B-Η階段的過程中，當溫度到達溫度程序死區的下限時，溫度程序隨著溫度下降而由程序P:至P 1+1變化。
[0041]根據本發明的方法，在最大功率處的反應堆的溫度的變化也由在渦輪處的蒸汽壓力所限制。在另外一方面，溫度自由地變化并不再根據溫度調節程序？,來調節。然而，當最大功率在“延伸”過程中被維持時，作為功率的函數的溫度的變化保持為等于根據之前現有技術所描述的變化。
[0042]圖2和3圖示特別在負荷下降過程中根據本發明的控制方法在“延伸”中所提供的增益。
[0043]更具體地，圖2圖示作為負荷下降過程中的根據本發明的功率的函數的溫度的變化的例子，所述負荷的下降在之前所描述的延伸階段過程中發生。
[0044]作為比較，圖3圖示作為負荷下降過程中的功率的函