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    張煥欣（1974—）
江蘇宜興人，碩士，（大亞灣核電站，廣東  深圳  518124）2006年畢業(yè)于清華大學(xué)計算機應(yīng)用工程專業(yè)，1997年7月至今分別于廣東核電集團運營公司儀表計算機處和設(shè)計公司儀控所工作。

摘要：核電站熱功率監(jiān)視是核電站安全運行的重要手段，是反應(yīng)堆安全運行的重要保證，同時也是核電站實現(xiàn)經(jīng)濟運行的有效措施。本文分析了核電站熱功率產(chǎn)生的原理，建立數(shù)學(xué)模型，進而對目前核電站熱功率監(jiān)視存在的問題進行了分析，提出了新的監(jiān)視方案，并應(yīng)用到實際的生產(chǎn)和維修活動中，收到了很好效果和實用價值。

關(guān)鍵詞：大亞灣核電站；熱功率監(jiān)視

Abstract: Thermal power surveillance is one of the vital methods to keep the safety and reliability during nuclear power plant operation. This article analyzes the principles of thermal power generation in nuclear power plant, math modeling, existing problems in respect of thermal power supervision in nuclear power plant and comes up with new supervision solution which is applied to real production and maintenance activities and is proven to have sound effect and practical value.

Key words: Dayabay nuclear power plant; Thermal power surveillance

    從安全運行和經(jīng)濟運行的角度出發(fā)，在正常運行過程中要求對核電站進行實時、穩(wěn)定、連續(xù)、精確的功率監(jiān)視，長期以來，大亞灣核電站的功率監(jiān)視通過KIT計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)。KIT作為廠級計算機監(jiān)控系統(tǒng)的功能和要求而言，適合于實時性不高，精度要求一般的大范圍數(shù)據(jù)采集。由于KIT系統(tǒng)自身的局限性，依托于該系統(tǒng)的功率監(jiān)視波動達到20MW左右。無法滿足核電站安全發(fā)電和經(jīng)濟發(fā)電的要求。

1　現(xiàn)有功率測量監(jiān)視系統(tǒng)的問題

    基于KIT系統(tǒng)實現(xiàn)的功率測量系統(tǒng)，主要存在以下幾方面的問題:

    （1）熱功率監(jiān)視不準確

    實時性低，精度差，功率波動達到20MW，無法實現(xiàn)機組設(shè)計的滿發(fā)能力，影響了機組的經(jīng)濟性，而且由于功率監(jiān)視的波動較大，操作員頻繁的進行功率調(diào)節(jié)，影響了核電機組的安全性。

    （2）系統(tǒng)運行的可靠性達不到要求

    KIT系統(tǒng)采用上世紀80年代的計算機軟硬件技術(shù)，無論是技術(shù)成熟度，可靠性還是技術(shù)的先進性，均相對落后，備品備件質(zhì)量不穩(wěn)定，系統(tǒng)自身的可靠性低，無法滿足長時間實時監(jiān)視的需求。

    （3）系統(tǒng)容量有限，無法實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)分析

    核電站的計算機設(shè)計上趨于保守設(shè)計的原則，也限于70年代的計算機技術(shù)水平。隨著運行年限的增加和技術(shù)的發(fā)展，在日常維護、狀態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析方面對歷史數(shù)據(jù)的要求越來越高。

2　熱功率監(jiān)視方案需求及設(shè)計

    針對上述不足以及功能擴展上的需要，核電站熱功率監(jiān)視的總體設(shè)計原則中需要關(guān)注以下幾點。

    （1）為實現(xiàn)更高的實時監(jiān)視，采樣速率要求模擬量25ms，開關(guān)量1ms；

    （2）要求采集精度優(yōu)于0.05%，以滿足熱功率監(jiān)視對模擬量通道的精度要求；

    （3）通道設(shè)置上必須有固定通道和可配置通道，以滿足試驗的要求，臨時信號接入與取消要求簡單易行；

    （4）軟件上要求方便地在線添加和生成數(shù)據(jù)庫，配合第3項要求的配置變更。

    由于本系統(tǒng)是作為KIT系統(tǒng)的輔助采集監(jiān)視系統(tǒng)，對采集點需求僅為：模擬量和開關(guān)量各100個物理點，這樣的精簡需求也便于將系統(tǒng)設(shè)計成高速度、高精度、小范圍的連續(xù)監(jiān)視的實時數(shù)據(jù)采集監(jiān)視系統(tǒng)。

    從以上功能需求出發(fā)，發(fā)現(xiàn)北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司為大亞灣核電站開發(fā)的KDO系統(tǒng)符合核電站熱功率監(jiān)視的要求，但KDO系統(tǒng)本身沒有熱功率監(jiān)視的功能，所以決定在KDO系統(tǒng)上進行二次開發(fā)，從而實現(xiàn)精確的熱功率監(jiān)視功能。

3　系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)

    依據(jù)核電站熱功率監(jiān)視的需求，實現(xiàn)方案如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    現(xiàn)場的信號經(jīng)過端子柜后，直接進入KDO系統(tǒng)的采集模塊，并通過CAN總線上報給各機組的采集計算機，該層次的通訊構(gòu)成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)。為提高系統(tǒng)的可靠性及網(wǎng)絡(luò)吞吐能力，數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)采用EtherNet網(wǎng)，并由冗余的光纖環(huán)網(wǎng)搭建，數(shù)據(jù)采集計算機、歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析工作站及打印機等，均掛接在該網(wǎng)絡(luò)上。需要說明的是，系統(tǒng)可以通過一臺WEB服務(wù)器，直接將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到KDC數(shù)據(jù)網(wǎng)上，處理全廠范圍內(nèi)對本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢請求。

4　功率監(jiān)視的數(shù)學(xué)模型建立及誤差分析

    4.1　數(shù)學(xué)模型的建立

    核電站的熱功率計算公式：

　　W=(Q/3600)(Ωi/Ω0)ρ(T)[Hh(T)-Hf(T)]/1000 （1）

    式中，Q(m3/h)為環(huán)路流量；Ω(r/min)為主泵轉(zhuǎn)速；ρ為水密度；Hh為熱段焓；Hf為冷段焓；Th(℃)為熱段溫度；Tf(℃)為冷段溫度。
在核電站的熱功率計算中，主要的參數(shù)如下：

    / 1RCP009VE ---THERMO  POWER 

    / 1RCP001CST---LOOP1  FLOW  RATE

    / 1RCP002CST---LOOP2  FLOW  RATE

    / 1RCP003CST---LOOP3  FLOW  RATE

    / 1RCP004CST---PRIMARY PUMPS THEORETICAL RATE 

    / 1RCP032MT---LOOP1 HOT LEG THERMO

    / 1RCP035MT---LOOP1 COLD LEG THERMO

    / 1RCP047MT---LOOP2 HOT LEG THERMO

    / 1RCP050MT---LOOP2 COLD LEG THERMO

    / 1RCP059MT---LOOP3 HOT LEG THERMO

    / 1RCP062MT---LOOP3 COLD LEG THERMO

    / 1RCP140MC---PRIMARY 001PUMP SPEED

    / 1RCP240MC--- PRIMARY 002PUMP SPEED

    / 1RCP340MC--- PRIMARY 003PUMP SPEED

    1RCP009VE=1RCP010VE.A+1RCP011VE.A+1RCP012VE.A

    / 1環(huán)路，根據(jù)以上分析可以得到：

    1RCP010VE=((1RCP001CST.A/3600)*(1RCP140MC.A/1RCP004CST.A)*(1RCP107VE.A)*(RCP113VE.A-1RCP110VE.A))/1000                 （2）

    1RCP001CST=常數(shù)  1RCP004CST=1485.00

    1RCP107VE=-8.24347E-03*(1RCP014VE.A**2)+2.88364*(1RCP014VE.A)+6.03511E+02              （3）

    1RCP014VE=SLIDAVE(1RCP035MT.A,10,2)

    1RCP113VE=1.75E-02*(1RCP013VE.A**2)-5.075*(1RCP013VE.A)+1.2853E+03               （4）

    1RCP013VE=SLIDAVE(1RCP032MT.A,10,2)

    1RCP110VE=9.5E-03*(1RCP014VE.A**2)-2.55E-01*(1RCP014VE.A)+5.593E+02               （5）

    設(shè)冷端溫度1RCP483CA(035MT)＝t

    設(shè)熱端溫度1RCP485CA(032MT)＝T

    流量常數(shù)1RCP001CST＝24987

    泵的轉(zhuǎn)速1RCP140MC＝PS

    將以上參數(shù)分別代入（3）（4）（5）得到

    1RCP107VE=－0.00824347 t2＋2.88364t＋603.511                    （6）

    1RCP113VE=0.0175T2－5.075T+1285.3            （7）

    1RCP110VE=0.0095 t2－0.255t＋559.3            （8）

    將（6）（7）（8）代入（2），可將上述熱功率計算公式整理為：

    1RCP010VE＝0.00000467396×PS×(－0.00824347t2＋2.88364t＋603.511)×(0.0175T2－5.075T－0.0095t2＋0.255t＋726)                  （9）

    4.2　數(shù)學(xué)模型誤差分析

    在不考慮PS影響的情況下(令PS＝1485rpm)，從上述公式可以看出，最終產(chǎn)生主要影響的因素是冷端溫度t和熱端溫度T,計算結(jié)果見表1。

表1  溫度影響熱功率情況表：

表2  轉(zhuǎn)速影響熱功率情況表：

    本方案實施后，熱功率波動情況大致如圖4所示，圖中示出了實時熱功率波動和滑動平均之后的熱功率波動曲線，可以看出，經(jīng)過處理后的曲線平滑許多，波動范圍最大值為6MW。

    現(xiàn)場的實際運行結(jié)果還證明了2893±12MW判斷條件，對于滿足熱功率超限時的實時響應(yīng)是合理且成功的。

5　熱功率監(jiān)視的效果和意義

    熱功率監(jiān)視是核電站安全運行的重要手段，也是反應(yīng)堆安全運行的重要保證，同時核電站實現(xiàn)經(jīng)濟運行的有效措施。反應(yīng)堆熱功率監(jiān)視的波動過大，導(dǎo)致反應(yīng)堆經(jīng)常處于調(diào)峰狀態(tài)，不能實現(xiàn)安全可靠運行，更不能實現(xiàn)經(jīng)濟運行，大量的發(fā)電潛力和剩余功率被浪費。該熱功率監(jiān)視成功實施，在大亞灣核電站取得了如下成績：

    （1）提高了機組運行的經(jīng)濟性，挖掘了核電站的發(fā)電潛能。理論上每臺機組平均可以提高9MW的熱功率，即約可以提高3MW的電功率。以每個機組平均每年連續(xù)運行天數(shù)為330天廣核4臺機組每年增發(fā)接近1億度電。

    （2）提高了核電站運行的安全性。將虛假的尖峰信息處理以后，可以實時地監(jiān)視功率波動的真實情況，并在安全的2905MW線以下運行發(fā)電。

    （3）提高了核電站運行的可靠性。使得電廠不再因為功率波動而不斷調(diào)整核功率，使核電站能以安全可靠運行，并保持相對穩(wěn)定的功率輸出。
目前該熱功率監(jiān)視已經(jīng)應(yīng)用到實際的生產(chǎn)和維修活動中，收到了很好效果和實用價值。

參考文獻

    [1] 陳濟東. 大亞灣核電站系統(tǒng)及運行[M]. 北京: 原子能出版社，1995.

    [2] 王常力,羅安. 分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計與應(yīng)用實例[M]. 北京:電子工業(yè)出版社.

    [3] Karl J.Astrom, B.Wittenmark.COMPUTER-CONTROLLED SYSTEMS THEORY AND DESIGN.

    [4] KIT/KPS SYSTEM MANUAL, GNPJVC.