高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法

技术领域

本发明属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法。

背景技术

高温气冷堆采用化学惰性和热工性能好的气体作为冷却剂，以束缚放射性裂变产物性能极佳的全陶瓷型包裹燃料颗粒制成的弥散在石墨基体中的燃料元件，用耐高温的石墨作为慢化剂和堆芯结构材料。高温气冷堆核电站具有固有安全性、发电效率高、用途广泛等特点，在国际上受到广泛的重视，是具有第四代核能系统主要特征的新型核反应堆堆型。

高温气冷堆必须具备两套依据不同原理的、独立的反应性控制和停堆系统，即控制棒系统和吸收球停堆系统。控制棒系统起到正常的反应性控制、补偿和调节作用，以及各种工况下的热停堆。吸收球停堆系统起着备用停堆和维持冷停堆的作用，保证核电站的安全运行。

吸收球停堆装置设置在反应堆压力容器内，吸收球放置在堆内构件上部的贮球罐内。当需要投入吸收球停堆系统时，落球阀开启，吸收球可依靠重力落入堆芯侧反射层石墨孔道中，使反应堆停堆。反应堆要重新启动时，吸收球通过气力输送的方式被回送至贮球罐内。反应堆压力容器上封头之上设有吸收球停堆系统驱动机构的接管结构，压力容器下封头上布置了吸收球停堆系统的氦气输送管道。

鉴于吸收球停堆系统的组成、设备结构、材质、运行参数等均存在较大的独特性，国内外尚无完全适用于高温气冷堆吸收球停堆系统的调试方法。然而，合理可行的HTR-PM吸收球停堆系统调试方法，可对吸收球停堆系统功能进行全面充分地验证，进一步确保吸收球停堆系统调试期间的设备安全与操作人员安全。

针对此，本发明提出一种高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法。

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核电站吸收球停堆系统调试方法。

本发明提供一种高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法，具体步骤包括：

在一回路热态工况下，对吸收球停堆系统落球功能进行试验，获取吸收球落球时间；

对吸收球停堆系统驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间；

对吸收球停堆系统气力输送进行试验，获取气力输送时间；

基于所述吸收球落球时间、所述驱动机构动作时间以及所述气力输送时间，以验证所述吸收球停堆系统的运行功能。

可选的，所述对吸收球停堆系统落球功能进行试验，获取吸收球落球时间，包括：

通过主控室操作按钮开启落球阀，确认所有支路的落球阀均打开；

对每套落球装置，计算从触发落球阀动作开始，到任意一个贮球罐料位计指示灯发生由亮变灭为止的时间差，以得到吸收球落球时间。

可选的，所述对吸收球停堆系统落球进行试验，还包括：

通过主控室操作按钮开启落球阀，确认所有支路的落球阀均打开；

对每套落球装置，计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以得到所述主控室落球阀开阀时间；

根据所述开阀时间表征驱动机构动作是否正常。

可选的，所述对吸收球停堆系统驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间，包括：

分别通过备用停堆点按钮、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式开启落球阀，以分别得到落球阀开启时间。

可选的，所述分别通过备用停堆点按钮、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式开启落球阀，以分别得到落球阀开启时间，包括：

将驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，按下备用停堆控制台的落球停堆按钮，确认所有支路的落球阀打开，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间；

驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，按下驱动器柜开落球阀按钮，确认所有支路的落球阀打开，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间；

驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，将第1支路落球阀开启，依次操作完成其余支路在调试模式下的开落球阀试验，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间。

可选的，所述对吸收球停堆系统驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间，还包括：

分别通过DCS、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式关闭落球阀，以分别得到落球阀关阀时间。

可选的，所述分别通过DCS、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式关闭落球阀，以分别得到落球阀关阀时间，包括：

驱动器柜设置为运行、关落球阀方式设置为远程、允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，在DCS上操作关闭各支路落球阀，确认各支路落球阀关闭，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间；

驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，在驱动器柜上操作就地关落球阀按钮，确认所有支路落球阀关闭，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间；

驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，将第1支路落球阀关闭，依次操作完成其余支路在调试模式下的关落球阀试验，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间。

可选的，所述通过行程开关变化计算落球阀开启时间，包括：

计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以得到落球阀开启时间；以及，

所述通过行程开关变化计算落球阀关闭时间，包括：

计算从两个上行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个下行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以得到落球阀关闭时间。

可选的，所述对吸收球停堆系统气力输送进行试验，获取气力输送时间，包括：

在一回路压力达到预设条件后，调整燃料装卸系统氦气压缩机转速，使气力输送流量达到预设值，在远程自动控制模式下，对每个支路进行气力输送，通过料位计状态变化计算各支路的气力输送时间。

可选的，所述在远程自动控制模式下，对每个支路进行气力输送，通过料位计状态变化计算各支路的气力输送时间，包括：

将吸收球停堆系统气力输送设置为远程自动控制模式，支路选择为第1套吸收球气力输送，启动执行气力输送；

在第1支路开始气力输送时，通过料位计状态确认气力输送结束后继续延时输送预设时间；

根据料位计状态变化时间差与延时输送预设时间得到第1支路吸收球停堆装置气力输送时间；

依次操作完成其余支路的气力输送，并得到其余支路的气力输送时间。

本发明提出一种的高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法，在一回路热态工况下，进行吸收球停堆系统落球、驱动机构空载动作以及气力输送试验，对吸收球停堆系统功能进行全面验证，获得吸收球落球时间、驱动机构动作时间与气力输送的时间，以检验吸收球停堆系统的性能是否满足高温气冷堆的运行要求，同时确保吸收球停堆系统调试期间的设备与人员安全。

附图说明

图1为本发明一实施例的高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法的流程框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示技术特征的数量与顺序。

如图1所示，本发明提出一种高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法S100，在一回路热态工况下，对吸收球停堆系统功能进行全面验证，试验包括步骤S110～S140：

S110、对吸收球停堆系统落球进行试验，获取吸收球落球时间。

具体地，通过主控室操作按钮开启落球阀，确认所有支路的落球阀均打开，对每套落球装置，计算从触发落球阀动作开始，到任意一个贮球罐料位计指示灯发生由亮变灭为止的时间差，以将该时间差作为吸收球落球时间，即获得吸收球停堆系统落球时间。

进一步地，通过主控室操作按钮开启落球阀，确认所有支路的落球阀均打开，对每套落球装置，计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以作为主控室落球阀开阀时间，根据开阀时间表征驱动机构动作是否正常。

本实施例的吸收球停堆系统落球功能试验中，可通过主控室操作按钮开启落球阀，记录落球阀开阀时间与落球时间，以确认驱动机构行程开关与贮球罐料位计状态变化正确，并通过行程开关变化计算落球阀开阀时间，通过料位计状态变化计算落球时间。

S120、对吸收球停堆系统驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间。

在一些优选实施例中，对吸收球停堆系统驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间，包括：分别通过备用停堆点按钮、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式开启落球阀，以分别得到不同驱动机构对落球阀控制情况下，落球阀的开启时间。

具体地，通过备用停堆点按钮开启落球阀，得到落球阀开启时间包括：将驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，按下备用停堆控制台的落球停堆按钮，确认所有支路的落球阀打开，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间。

以及，通过驱动器柜按钮开启落球阀，得到落球阀开启时间包括：驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，按下驱动器柜开落球阀按钮，确认所有支路的落球阀打开，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间。

以及，通过驱动器柜调试模式开启落球阀，得到落球阀开启时间包括：驱动器柜调试模式开启落球阀驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许开落球阀位置后，将第1支路落球阀开启，依次操作完成其余支路在调试模式下的开落球阀试验，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间。

需要说明的是，本实施例通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀开启时间包括：计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以得到落球阀开启时间。

在另一些优选实施例中，对驱动机构空载动作进行试验，获取驱动机构动作时间，还包括：分别通过分散控制系统(Distributed Control System，DCS)、驱动器柜按钮、驱动器柜调试模式关闭落球阀，以分别得到在不同驱动机构对落球阀控制情况下，落球阀的关阀时间。

具体地，通过DCS关闭落球阀，得到落球阀关闭时间包括：驱动器柜设置为运行、关落球阀方式设置为远程、允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，在DCS上操作关闭各支路落球阀，确认各支路落球阀关闭，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间。

以及，通过驱动器柜按钮关闭落球阀，得到落球阀关闭时间包括：驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，在驱动器柜上操作就地关落球阀按钮，确认所有支路落球阀关闭，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间。

以及，通过驱动器柜调试模式关闭落球阀，得到落球阀关闭时间包括：驱动器柜允许开关阀旋钮置于允许关落球阀位置后，将第1支路落球阀关闭，依次操作完成其余支路在调试模式下的关落球阀试验，通过行程开关变化计算每套落球装置的落球阀关闭时间。

需要说明的是，本实施例的通过行程开关变化计算落球阀关闭时间，包括：计算从两个上行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个下行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，以得到落球阀关闭时间。

本实施例的步骤S120可确认驱动机构行程开关状态变化是否正确，并通过行程开关变化计算驱动机构动作时间。

S130、对吸收球停堆系统气力输送进行试验，获取气力输送时间。

具体地，在一回路压力达到预设条件(一回路压力达到约4MPa、温度达到100～200℃)后，调整燃料装卸系统氦气压缩机转速，使气力输送流量达到预设值，在远程自动控制模式下，对每个支路进行气力输送，通过料位计状态变化计算各支路的气力输送时间。

S140、基于吸收球落球时间、驱动机构动作时间以及气力输送时间，以验证吸收球停堆系统的运行功能。也就是说，本实施例通过前述步骤获取的吸收球停堆系统落球时间、驱动机构动作时间和气力输送时间，可以对吸收球停堆系统功能进行全面验证，以检验吸收球停堆系统的功能是否满足高温气冷堆的运行要求。

下面将结合具体实施例进一步说明高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法：

实施例1

本示例给出了在吸收球停堆系统全部安装完成后，分别在一回路为7MPa、250℃氦气气氛下开展吸收球停堆系统落球功能试验1和驱动机构空载动作试验2，以及在当一回路压力达到约4MPa、温度达到100～200℃后，开展吸收球停堆系统气力输送试验3。

第一、吸收球停堆系统落球功能试验1包含以下内容：

1.1、将驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许开落球阀”，按下吸收球停堆系统“主控室”按钮“落球停堆”，确认所有支路的落球阀打开；

1.2、对每套落球装置，从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，即为主控室落球阀开阀时间；

1.3、对每套落球装置，从手动触发动作开始，到任意一个低料位计指示灯发生由亮变灭为止，所经历的时间差即为落球时间。

第二、驱动机构空载动作试验2包含以下内容：

2.1、将驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许开落球阀”后，按下吸收球停堆系统“备用停堆控制台”按钮“落球停堆”，确认所有支路的落球阀打开，对每套落球装置，计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，即为落球阀开启时间；

2.2、驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许开落球阀”后，按下驱动器柜“开落球阀”按钮，确认所有支路的落球阀打开，对每套落球装置，计算从两个下行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个上行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，即为落球阀开启时间；

2.3、驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许开落球阀”后，在驱动器柜上将第1条支路调试模式开关阀选择旋钮设置为“开”，按下“支路1开落球阀”，确认支路1落球阀开启，按照以上操作完成其余支路的“调试”模式下开落球阀试验；

应当理解的是，在对每个支路进行开落球阀试验中，同样会获得落球阀开启时间。

2.4、驱动器柜设置为“运行”、关落球阀方式置为“远程”、允许开关阀旋钮置于“允许关落球阀”，在DCS上操作关闭各支路落球阀，确认各支路落球阀关闭，对每套落球装置，计算从两个上行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个下行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，即为关阀时间；

2.5、驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许关落球阀”后，在驱动器柜上操作“就地关落球阀”按钮，确认所有支路落球阀关闭，对每套落球装置，计算从两个上行程开关的任一个指示灯由亮变灭，至两个下行程开关的任一个指示灯由灭变亮的时间差，即为关阀时间；

2.6、驱动器柜允许开关阀旋钮置于“允许关落球阀”后，在驱动器柜上将第1条支路调试模式开关阀选择旋钮设置为“开”，按下“支路1关落球阀”，确认支路1落球阀关闭，按照以上操作完成其余支路的“调试”模式下关落球阀试验。

应当理解的是，在对每个支路进行关落球阀试验中，同样会获得落球阀关闭时间。

第三、吸收球停堆系统气力输送试验3包含以下内容：

3.1、一回路压力达到约4MPa、温度达到100～200℃后，驱动器柜设置为“运行”、允许开关阀旋钮置于“允许关落球阀”、关落球阀方式置为“远程”；

3.2、燃料装卸系统、氦辅助系统、一回路压力泄放系统与吸收球停堆系统相关阀门、设备处于准备给吸收球气力输送供氦气状态；

3.3、在吸收球停堆系统DCS控制画面上点击“手/自动切换”按钮，将吸收球停堆系统气力输送设置为“远程自动控制模式”，点击“支路选择”按钮，将支路选择为第1套吸收球气力输送，点击气力输送“投入”按钮，启动“执行气力输送”；

3.4、待第1支路落球阀关闭(至少1个下限位开关触发)后，手动打开第1支路电动截止阀，关闭氦气压缩机旁路阀，确认开始第1支路气力输送，通过料位计状态确认气力输送结束后，继续延时气力输送不少于5min，此时，料位计状态变化时间差加上延时气力输送的5min，即为第1套吸收球停堆装置气力输送时间；

3.5、按照以上操作，依次完成其余支路的气力输送。也就是说，在获取第1套吸收球停堆装置气力输送时间之后，将支路选择为第2套吸收球气力输送，按照前述相同的过程，开始对第2支路的气力输送。在获取第2套吸收球停堆装置气力输送时间之后，将支路选择为第3套吸收球气力输送，按照前述相同的过程，开始对第3支路的气力输送。在获取第3套吸收球停堆装置气力输送时间之后，将支路选择为第4套吸收球气力输送，按照前述相同的过程，开始对第4支路的气力输送。在获取第4套吸收球停堆装置气力输送时间之后，将支路选择为第5套吸收球气力输送，按照前述相同的过程，开始对第5支路的气力输送。在获取第5套吸收球停堆装置气力输送时间之后，将支路选择为第6套吸收球气力输送，按照前述相同的过程，开始对第6支路的气力输送。

本发明提出一种高温气冷堆核电站吸收球停堆系统调试方法，具有以下有益效果：本发明的调试方法可以对吸收球停堆系统功能进行全面测试，获得吸收球停堆系统落球时间、驱动机构动作时间和气力输送时间，根据获取的结果可以检验吸收球停堆系统的功能是否满足高温气冷堆的运行要求，同时确保吸收球停堆系统调试期间的设备与人员安全。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。