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CEPR反应堆控制系统特点研究

摘要：介绍第三代先进压水堆CEPR反应堆控制系统（RGL）的结构组成、功

能和控制模式。通过与第二代CPR1000设计技术进行对比，分析出CEPR反应堆

功率控制的新特点，为系统后续运行维护或其它电站升级改造提供参考。

关键词：RGL；反应堆功率控制；T模式；CEPR；部分停堆

1.

引言

第三代先进压水堆（CEPR）核电机组，反应堆控制系统的设计采用阿海珐公

司提供的安全级DCS系统（TXS）平台技术，设计4列冗余的信号采集，提高可

靠性。

反应堆控制系统（RGL）由棒位测量系统（RPI）、反应堆控制、监视和限制

系统（RCSL）、控制棒的控制驱动系统（RodPilot）和控制棒驱动机构（CRDM）

组成。本文将介绍这4个部分的设计特点。并与第二代CPR1000的反应堆控制

系统设计进行对比分析。

1.

反应堆控制系统分析

RPI系统设计4个RPI机柜采集89簇棒束的棒位信号，4个机柜分别位于

4列安全厂房，采用独立供电方式，实现物体位置隔离和供电隔离，防止共模故

障，测量棒位次级线圈除了中间线圈外，还增加了顶部和底部限位线圈设计，控

制棒在顶部或底部的位置很重要，如果中间线圈反馈不能明确控制棒在底部或顶

部的位置，可以通过顶部或底部线圈反馈信号更准确的确认，4个RPI机柜分别

采集堆芯4个象限的棒位，极端情况下，如果某一RPI机柜整体失效，还可以通

过其它象限反馈的棒位判断出该失效机柜对应的象限棒位的位置。

RCSL是堆芯监视和限制系统，其中核心CU和DU单元设计采用了冗余配置，

当某一个单元故障导致一个冗余的子系统失效时，系统将会自动切换到热备用系

统；当某两个单元故障导致两个冗余的子系统都失效时，将触发RCSL系统失效

报警。

RodPilot由24个机柜组成:RGL2401CN-2412CN和RGL3401CN-3412CN。分别

位于2、3列，实现物体位置隔离，设计两种不同级别的落棒方式，分别由RPR

系统发来的trip命令和RGL系统发来的drop命令，提高停堆可靠性。

CRDM控制棒驱动机构，在控制棒升后停留时夹持的设计上比以往机型有很

大的改进，采用MG移动线圈带半电流夹持控制棒停留，这种设计在外界负荷变

化时能够快速的响应负荷的变化进行控制棒动作。

1.

与CPR1000对比分析

1.

1.

棒位测量分析

CPR1000的棒位测量探头次级线圈有A、B、C、D、E五种，它们线圈的数量

和在探头中的分布不尽相同，A线圈有16个、B线圈有8个、C线圈有4个、D

线圈有2个、E线圈有1个。同种线圈采用差动变压器接法连在一起。当控制棒

运动时，其驱动杆在CRDM行程室中做上下运动。由于RPI探头套在CRDM行程室

外面，那么当控制棒的驱动杆上下运动时，空间的磁导系数就会变化，在二次线

圈中产生的感应电动势（测量信号）就会变化，经过MCP22处理转化为五位格莱

码送往MCP30，MCP30将送来的格莱码解耦后用于棒位显示。该种测量方式的缺

点是棒位显示不连续，不能显示到每一步，只有动作8步才变化一次，这样给操

纵员对棒位的判断带来困难。

CEPR的棒位测量采用探头次级主线圈的感应电压，该感应电压与棒位有一定

的比例关系。次级主线圈的感应电压通过SCR1模块进行处理，输出0-10V范围

的电压。最后在SVE2处理模块的组态里对棒位进行计算，可以显示出每一步的

棒位，有利于操纵员监视堆芯控制棒。

1.

1.

控制模式分析

CPR1000反应堆控制系统采用了G模式。其特点是设有温度调节棒组（R棒

组）和功率补偿棒组（G棒组），通过调节R棒组、调节G棒组和调节硼浓度来

协调控制反应性，使电站具有参与电网调峰、快速跟踪负荷变化的能力。功率补

偿棒组（G棒组）又称灰棒组，包括：G1、G2、N1和N2，其中仅仅G1、G2才是

灰棒组。灰棒组用于补偿和功率变化相联系的反应性变化。在一定的燃耗下，对

应与每个功率水平有一个棒位。灰棒组按叠步顺序提/插棒，叠步的目的是减少

堆芯轴向功率分布扰动，提高微分价值。灰棒按叠步顺序插入，先插G1棒组，

最后插N2棒组（G1