核電廠常規(guī)島熱力性能試驗導則起草人

卜玉兵、徐宗富、楊雙濤等。2100433B

中廣核工程有限公司、安徽大唐電力檢修運營有限公司。

適用于新建和在役壓水堆核電機組的常規(guī)島熱力性能試驗，其它堆型可參照執(zhí)行。

本標準規(guī)定了核電廠常規(guī)島和BOP涂裝技術(shù)及質(zhì)量控制要求。 本標準適用于核電廠常規(guī)島和BOP涂裝技術(shù)及質(zhì)量驗收，其他工程可參考使用。

對核蒸汽供應系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機組等核電廠主設備的性能以及對核電廠滿功率運行時的關(guān)鍵運行指標進行考核，以檢驗核電廠建成后是否達到合同規(guī)定的性能保證值的試驗工作。當核電廠完成全部單系統(tǒng)試驗、預運行試驗、裝料、臨界和各臺階的功率試驗之后，若條件允許應及時進行核電廠的性能試驗。核電廠性能試驗要求機組在滿功率附近進行，而滿功率示范運行對機組功率有類似要求，所以核電廠性能試驗一般情況下可與滿功率示范運行結(jié)合起來做。一般情況下，性能考核應在商業(yè)運行日之前完成，性能考核試驗也是整個調(diào)試階段的一部分，但也有可能由于供貨商或業(yè)主的原因要將某項考核試驗予以推遲或在采取糾正行動后重復進行，為此要在供貨合同中規(guī)定相應條款。

試驗時的運行工況 在進行性能試驗時機組應已在額定功率下穩(wěn)定運行了若干小時，且機組功率穩(wěn)定在95%~100%額定功率范圍內(nèi)。核電廠應保證正常運行時需投運的所有系統(tǒng)應均投入使用。蒸汽發(fā)生器排污和二回路補水等系統(tǒng)應暫停。電網(wǎng)頻率，發(fā)電機功率因數(shù)，一、二回路的溫度、壓力和流量以及蒸汽發(fā)生器水位、凝汽器真空等主要參數(shù)應盡可能保持穩(wěn)定不變。這樣可以減少對測定數(shù)據(jù)的修正。

試驗方法和要求 性能試驗一般由業(yè)主組織進行，設備供應商可以參與性能試驗的全過程，性能試驗的全部或部分也可以由業(yè)主與供貨商雙方認可的獨立第三方進行。在核電廠的供貨合同中一般都規(guī)定了有關(guān)性能試驗的試驗方法、試驗標準和考核要求。根據(jù)這些試驗方法、標準和要求，業(yè)主編寫或委托編寫全部性能試驗的試驗程序，經(jīng)設備供貨商審核同意并由業(yè)主最終批準后實施。試驗結(jié)束后完成試驗報告，給出試驗結(jié)果是否滿足合同要求的分析結(jié)論。

試驗儀表 性能試驗所用儀器儀表可以由業(yè)主提供，供貨商認可，也可以由供貨商提供，業(yè)主認可。試驗儀表必須符合合同規(guī)定的對試驗儀表的技術(shù)要求，尤其是精確度要求。試驗儀表在試驗前應由業(yè)主和供貨商雙方認可的獨立第三方進行標定，且雙方均可對標定過程進行見證。

試驗項目 核電廠性能試驗按照合同規(guī)定一般需進行核蒸汽供應系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度、機組電功率、機組熱耗率、廠用電消耗、機組噪聲、振動等各項性能試驗。每項試驗可以單獨進行，也可以插在滿功率示范運行過程中進行。單獨試驗時，應在機組連續(xù)運行24h之后進行。

核蒸汽供應系統(tǒng)輸出熱功率及其出口端蒸汽濕度 通過核蒸汽供應系統(tǒng)輸出端蒸汽參數(shù)的測量，可得到其輸出熱功率。對于采用自然循環(huán)式蒸汽發(fā)生器的壓水堆和沸水堆而言，其輸出端為飽和蒸汽。為確定其焓值，除測量出口端的蒸汽壓力外還必須測定其相對濕度，而且相對濕度本身也往往就是合同規(guī)定所要考核的輸出端蒸汽品質(zhì)的指標。測量相對濕度的辦法一般是在給水中加入一定濃度的放射性示蹤元素(一般為24Na)或穩(wěn)定化學元素(一般為銫)，通過測量輸出端蒸汽凝結(jié)水中所含添加元素的濃度即可推算出蒸汽的相對濕度。

在考核試驗之前，一般先在低于額定功率的工況下通過測定輸出端熱功率來標定反應堆的核測量儀表(輸出端的熱功率要扣減反應堆冷卻劑泵的熱功率份額和穩(wěn)壓器電加熱份額才是反應堆的熱功率)。然后才能按照標定后的核測量儀表指示把反應堆功率提升并穩(wěn)定在額定值，并在此額定功率水平下測定輸出端蒸汽參數(shù)。對于壓水堆核蒸汽供應系統(tǒng)，合同所保證的輸出端參數(shù)一般都考慮了蒸汽發(fā)生器的堵管率和污垢系數(shù)，在對實測數(shù)據(jù)分析時要扣除新蒸汽發(fā)生器對蒸汽參數(shù)帶來的附加裕量。

機組電功率 指汽輪機在規(guī)定的終端參數(shù)下運行時通過發(fā)電機輸出端測得的發(fā)電機輸出電壓和電流計算的發(fā)電機輸出電功率。機組最大連續(xù)功率(MCR)是由供貨商給定的當汽輪機運行在額定參數(shù)條件下的汽輪發(fā)電機組輸出端的電功率。在發(fā)這一功率時，機組能在規(guī)定的終端參數(shù)下，在不超過設計壽命的條件下可無限期地運行。該功率通常對應有一熱耗率保證值，這時汽輪機調(diào)節(jié)閥不一定要全部開啟。最大連續(xù)功率也稱額定功率、額定出力或額定負荷。

機組熱耗率 指機組發(fā)出單位電量(kW·h)所消耗的核蒸汽供應系統(tǒng)熱功率(kJ)，其計算公式是：機組熱耗率=機組額定熱功率(MW)×3600/機組額定電功率(MW)。由于機組熱耗率是衡量機組整個熱力系統(tǒng)熱效率的參數(shù)，整個熱力系統(tǒng)中的相關(guān)熱力設備的性能要求都應在合同中加以規(guī)定，作為機組熱耗率保證值測量所依據(jù)的條件。如果給水回熱加熱器不包括在汽輪機供貨商的合同范圍，買方最好在其技術(shù)條件中提供附有充分數(shù)據(jù)的給水加熱系統(tǒng)圖，以便于計算出整個裝置的熱耗率保證值，否則供貨商應在合同中闡明計算保證熱耗率時采用的給水加熱器數(shù)目和分布、各給水加熱器的端差和汽輪機到各加熱器之間的壓降。汽水分離再熱器若不包括在汽輪機供貨合同中則也應采取同樣方法進行處理。如果汽輪機供貨合同包括了給水回熱加熱系統(tǒng)，則應將給水抽汽回熱級數(shù)、加熱器數(shù)目和分布、給水泵在給水加熱系統(tǒng)中的位置、供貨終端所要求的給水溫度及其允許偏差、加熱器的端差等技術(shù)要求在合同中加以規(guī)定。如果有些裝置不屬于供貨商的范圍，如加熱器、閥門、管道或泵，而其性能與保證值所依據(jù)的條件有所不同，則在合同階段汽輪機供貨商應有機會或者調(diào)整其保證值，或者對熱力驗收試驗結(jié)果按商定辦法進行修正。

廠用電消耗 一般是通過實際測量在機組正常運行時需連續(xù)運行或運行時間超過50%的電機負荷，或測量廠用變壓器的負荷，再進行計算的。對廠用電各項負荷，在合同中均按項列出。

其他考核項目 有些合同中規(guī)定，要考核運行能力，如最大負荷變化率、甩負荷不停堆能力、甩負荷不停機能力等。有些合同還規(guī)定要考核機組噪聲、振動和發(fā)電機溫升、發(fā)電機漏氫率等。具體項目與數(shù)據(jù)，均在合同中列出。對于循環(huán)水泵流量的測量一般在循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束時就可進行，類似這樣的性能試驗可在機組性能試驗之前進行。

性能試驗結(jié)果的處理 由于性能試驗不一定是在合同規(guī)定的試驗條件下進行的，因此考核其出力、效率的保證性能時，應對實測結(jié)果以適當?shù)男拚€加以修正。其中對試驗結(jié)果影響最大的是循環(huán)冷卻水的溫度。試驗時的溫度如與設計溫度有偏離，則應按給定曲線進行修正。對廠用電要進行電壓、溫度、濕度和取水水位等修正。

滿功率示范運行 目的是考驗核電廠能在設計的額定功率下安全可靠地連續(xù)運行。一般要求按核電廠正常運行工況連續(xù)滿功率穩(wěn)定運行100~120h，功率波動應保持在 0~-5%范圍內(nèi)，不能發(fā)生功率降低或中斷運行的情況。試驗過程要由記錄儀監(jiān)測發(fā)電機總電功率、反應堆熱功率水平、蒸汽發(fā)生器的給水流量和水位以及主蒸汽流量等。每班必須對運行情況，包括負荷變化的原因和設備不正常情況等做好詳細記錄。在滿功率示范運行過程中可以結(jié)合進行性能測定試驗，因為核電廠已經(jīng)處于較長時間的滿功率穩(wěn)定工況下運行，對于進行性能測定試驗是十分有利的。當連續(xù)100~120h滿功率運行結(jié)束，達到了考驗目的，并且核電廠的主要系統(tǒng)和部件以及輻射防護方面均未發(fā)生不可接受的異常情況時，核電廠將投入商業(yè)運行，同時業(yè)主將開始與設備供貨商著手設備的驗收工作。有些合同規(guī)定，在性能試驗前，進行四個星期或700h的試運行作為示范運行。試運行時的功率不低于滿功率的80%，并包括100h的連續(xù)滿功率運行。

當核電廠完成機組調(diào)試、性能試驗和示范運行，核電廠的系統(tǒng)和設備經(jīng)試驗考核全部達到其技術(shù)性能和要求時，核電廠投入正常運行。這時，核電廠的管理由業(yè)主的工程建設部門移交給業(yè)主的生產(chǎn)運行部門，核電廠正式投入商業(yè)運行。2100433B

《核電廠常規(guī)島高壓加熱器技術(shù)條件》（GB/T 38653-2020）規(guī)定了核電廠常規(guī)島高壓加熱器的性能及設計要求、材料、制造、檢驗、驗收、性能試驗及油漆、標志、包裝與運輸要求。該標準適用于U形管式高壓加熱器。