cpr1000核电机组调峰研究

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1、CPR1000核电机组调峰研究摘要：本文简述了世界核电机组发展现状，中国核电机组参与电网调峰的必要性。结合国内电网现状论证了CPR1OOO机组参与调峰的可行性、主要调峰运行方式及调峰面临的实际问题，分析给出了核电调峰的具体建议。关键词：核电；电网；调峰；负荷跟踪中图分类号：TM623文献标识码：A文章编号:1671-2064(2017)07-0149-021核电机组发展现状1.1世界核电现状截止2016年7月底，全球共有33个国家在运核电机组444座，装机容量3.878亿千瓦。另有14个国家正在建设62台核电机组

2、，总装机容量为0.66亿千瓦。27个国家计划建设172台核电机组，总装机容量1.812亿千瓦。2015年全球核电发电量约为2441TWh,约占全球总发电量的11.5%，核能发电占比连续三年回升。截止2016年7月底，全国共有33台在运核电机组，装机容量29577MWe。21台机组正在建设，装机容量24036MWe。计划建设42台核电机组，总装机容量48330MWeo2015年国内核电发电量约为161.2TWh,约占国内总发电量的3%，远远低于核电在全球电力供应中的比例10%。1.2核电机组参与调峰的现状目前，国际

3、上核电参与调峰大致有两类，一类以美国、日本、加拿大、韩国等为代表的核电大国，核电装机比例比较低，一般核电占比低于30%，调峰电源配置较为充足，基于核电运行安全性和经济性考虑，大部分核电机组不参与电网的日负荷跟踪，而是采用基负荷运行。另一类以法国为代表，核电装机比例大，核电装机容量占总装机容量的70%以上，除核电之外的调峰手段有限，法国核电机组都具有日负荷跟踪能力，但尽量控制参与调峰的机组数和调峰频率。随着国内核电装机比例逐渐提高，在某些地区核电装机占地方电网装机比例将达到10%〜30%，核电机组的调峰能力日益成为

4、影响系统安全经济运行和电网安全的重要因素。同时，由于中国经济进入新常态，经济发展增速放缓，部分地区用电量增长缓慢甚至负增长。风电太阳能等可再生能源大量投产，电力市场改革快速推进。核电上网形势发生了巨大的变化，多种因素导致核电电力市场环境形势严峻，全国各地核电机组均面临不同程度的外部减载，某些地区核电机组需低功率运行参与调峰，甚至停机调峰。2CPR1000机组的调峰工作进展2.1辽宁电网调峰需求CPR1000机组在辽宁电网现状。受东北经济环境影响，辽宁电网负荷增长缓慢，2015年东北电网全社会用电同比甚至负增长，辽

5、宁省全网全社会用电量同比下降超过2.5%，吉林、蒙东地区均出现负增长，区域电源装机增速显著高于同期用电负荷增长。供、用电矛盾突出。从负荷特性上看，辽宁电网年负荷曲线总体呈扁平的U字形，年最大负荷一般出现在12月份，最小负荷一般出现的夏季5、6月份。冬季负荷相对较高，夏季负荷相对较低。日负荷特性曲线整体较有规律，晚上23:00-4：00为日负荷低谷，早10:00及下午16：00两个时间点为负荷高峰。日峰谷差在200〜600万千瓦左右。每年11月至次年3月底为东北供暖期，占全网装机容量较大比重的火电机组开始供热，系统

6、总体调峰能力大幅下降，同时冬季日峰谷差较夏季大，冬季大风季风电容量较大负荷不稳定。导致冬季辽宁电网调峰矛盾突出，需要核电机组积极配合参与调峰运行。2.2CPR1000机组调峰进展核电机组参与调峰受到知识产权、技术能力、执照申请、人员培训、现场改造等诸多因素的制约，项目实施难度大。在不违反FSAR、运行技术规范及相关执照申请文件的前提下，通过优化核电厂灵活性运行手段，力??满足电网调峰需求是目前工作的重中之重。经过积极探索，CPR1OOO机组目前参与调峰的运行方式为调硼长期低功率运行、日负荷跟踪、合理安排大修、临时

7、停机等。3CPR1OOO机组的调峰运行方式3.1长期低功率运行(ELPO)长期低功率运行(ELPO)运行模式为功率补偿棒组全部抽出且运行的反应堆功率低于97%Pn，低功率运行持续时间超过12小时的运行模式。长期低功率运行是区别于基负荷运行的一种特殊的运行工况。目前CPR1OOO机组长期低功率运行的特点是采用调硼的方式升降功率，可以在高于75%Pn功率的低功率运行平台运行最长运行120个日历天。在单次低功率运行结束，返回满功率后，长期低功率运行裕度可以缓慢恢复，以便再次低功率运行。长期低功率运行主要是应对电网计划性

8、的短期负荷调节，在国家重大节日，极端恶劣天气，供暖期等某些短时期电网低谷容量不足的情况下，通过安排核电机组计划性长期低功率运行，适应电网短期调峰需求。长期低功率运行是CPR1000机组参与电网调峰最主要的运行方式，能满足大部分情况下电网调峰需求，但长期低功率运行本身存在相应的技术限制。第一是由于燃料芯块包壳存在相互作用（PCI）,导致长期低功率期间及低功率返回满功率后，包