第一章 蒸汽发生器介绍
一.1 蒸汽发生器简介
蒸汽发生器（SG）的作用是将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，使其汽化，产生蒸汽，向汽轮机供应饱和蒸汽。同时蒸汽发生器与压力容器和一回路管道共同构成防止放射性外溢的第二道屏障，防止一回路带有放射性冷却剂泄露至环境中。
M310机组的蒸汽发生器是一个立式的、自然循环、产生饱和蒸汽的装置。它由外壳、U形传热管、汽水分离器和套筒等部件组成。反应堆冷却剂在传热管内流动，把热量传递给管外的二回路水，二回路水在蒸汽发生器内流经传热管外时有一部分水变成饱和蒸汽，供给主汽轮机和辅助设施。
一.2 蒸汽发生器基本工作原理
一.2.1 自然循环原理
蒸汽发生器是按自然循环原理运行的。即蒸汽发生器二次侧水进行循环的动力是水的自重，或者说保证流体的原动力是冷水柱和热水柱之间的密度差，而不是依靠泵的强制循环，所以叫自然循环。
一.2.2 保持蒸发器水位正常的必要性
蒸发器水位不能过高，否则将造成出口蒸汽含水量超标，加剧汽轮机的冲蚀现象，影响机组的寿命甚至使机组损坏。而且，水位过高还会使得蒸汽发生器内水的质量装量增加，在蒸汽管道破裂的事故工况下，对堆芯产生过大的冷却而导致反应性事故的发生。如果破裂事故发生在安全壳内，大量的蒸汽将会导致安全壳的压力、温度快速上升，危害安全壳的密封性。
蒸发器水位也不能过低，蒸汽发生器二次侧水量过少，会引起一回路冷却不充分，U形管束顶部裸露温度升高将有破裂的危险，如果蒸汽进入给水环，就有可能在给水管道中产生汽锤，另外，蒸汽发生器的管板还将受到热冲击。
一.3 蒸发器水位的影响因素
蒸汽发生器的给水流量，蒸汽流量，蒸汽发生器的排污流量都会影响蒸汽发生器的水装量，除水装量对蒸汽发生器的水位造成影响外，瞬态变化中自然循环的流动的影响也会对水位造成波动，如虚假水位现象。在过渡过程中影响蒸汽发生器水位的因素主要有以下几点：
一.3.1 蒸汽流量变化对水位的影响
蒸汽流量突然增加：随着蒸汽负荷的突然增加会使蒸汽发生器的蒸汽压力快速下降，将在上升通道将产生更多的汽泡，使循环流动阻力增大，循环流量减小，给水将积聚在下降通道的上部空间，使水位上升。
蒸汽流量突然减小：负荷的突然减小将导致蒸汽压力上升，在上升通道中，部分蒸汽被凝结成水，使得汽泡产生的量和尺寸减小，使循环流动阻力减小，循环流量增加，从而使下降通道的水位下降。
一.3.2 给水流量变化对水位的影响
给水流量突然增加时：如给水流量调节阀突然开大，由于蒸汽发生器环形空间水的积累，蒸汽发生器水位稍有上升，后来由于给水流量增加，使下降通道中水的过冷度增加，使水在上升通道中达到沸腾的高度增加，然而传热管长度是固定不变的，这就使沸腾区段缩短，沸腾减弱。由于两相流区段的长度缩短，且含汽量减小，从而使流动阻力减小，流体加速，下降通道水位降低；同时，由于蒸汽流量降低（含汽量减小），带到再循环的水也减少，这也使过渡过程第一阶段水位降低。这一现象通常称为“水位收缩”现象。水位降低之后，流动的驱动压头减小，使循环流量减小，这将使上升通道的沸腾区又增大起来，水位在第二阶段得以恢复上升。最后由于给水流量大于蒸汽流量，水位将不断上升，直到给水流量等于蒸汽流量为止。
给水流量突然减小时：如给水流量调节阀突然关小，给水进入蒸汽发生器的流量减少，将发生“水位膨胀”现象。其原理与上述相反。
一.3.3 一回路平均温度变化对水位的影响
如果一回路平均温度阶跃增加，传到二回路的热量增加，使更多的水汽化，上升通道汽泡份额增加，汽水混合物出现“膨胀”现象，造成在短时间内水位虚假上升，以后由于蒸汽产量增大导致给水流量与蒸汽流量的不平衡，从而引起水位下降。
一.3.4 给水温度变化对水位的影响
给水温度降低使下降通道中水的过冷度增加，在上升通道中沸腾区减小，沸腾减弱，含汽量减小，导致两相流流动加速，水位下降。另外，由于沸腾区减小，含汽量减小（即蒸汽流量降低），使带入再循环的水量也减少，也使水位降低。
蒸汽流量的突然变化引起水位的“膨胀”或“收缩”的现象，比给水流量的突然变化引起水位的动态响应更为强烈。
一.4 给水泵转速调节系统
每台蒸汽发生器拥有独立的水位调节系统，通过改变调节阀门的开度，改变给水流量从而达到控制水位的目的。
第二章 蒸汽发生器水位控制
二.1 SG水位控制总体思路
1. SG水位监视的全面性、及时性、持续性、冗余性是干预前提和基础；
2. 及时判断SG液位波动原因能够创造良好的干预条件；
3. 足够的干预量才有的足够的时间干预；
4. 提前预判SG水位走向和估计变速率能够创造良好的干预条件；
5. SG水位控制合理的人员分工、任务负荷分配；
6. 及时安抚团队，保持团队镇定，操作正确有效；
7. 准确把握高低负荷控制的不同，除试验外，反应堆的功率不要停留在15-35%PN之间的敏感区域；
8. 瞬态下，除非确信异常，否则不要干预；
9. 要充分意识虚假水位在低负荷时效应更加明显，因此低负荷调整主给水泵转速的提前量要更早；
10. 主给水泵转速越高，相同的转速变化所引起的泵扬程的变化量越来越即转速越高，主给水泵出口压力对转速越敏感；
11. 主给水泵流量越高，相同的流量变化所引起的泵扬程的变化量越来越大。即流量越高，主给水泵出口压力对流量越敏感；
12. 调节转速时一定要关注再循环阀动作情况，不要停留在再循环阀波动运行期间，密切关注主给水调节阀门运行情况，确认给水流量与蒸汽流量偏差值。
二.2 要控制SG水位，必须给操纵员建立手动干预的条件：
1. 在蒸汽发生器水位不稳定的过程中，以及投入主给水调节阀的过程中，应暂缓汽机升负荷，并稳定一回路功率；
2. 尽量避免几个参量同时对水位产生扰动，因此要尽量维持影响SG水位因素稳定，如一回路功率变化要平滑，SG压力稳定，调节SG水位不要同时将两种控制手段置为手动；
3. 避免在交接班过程中进行主要操作。在出现正在进行主要操作的情况下必须使交接班推迟到机组状态稳定时进行；
4. 从手动状态切换回自动状态后，要密切监视水位、给水流量和阀门开度的变化情况，发现异常要及时切回手动，查找原因；
5. 调节系统时异常，应该及时手动干预，手动的值应该与现场一致，避免调节系统无动作。
二.3 为控制SG水位，需要进行团队管理：
1. 制定手动控制的时机、大小速率、目标值，运行范围和运行限制、瞬态干预手段；
2. 手动操作SG水位控制各系统前，设置运行范围、增加附件的监视并制定可能要做的操作；
3. SG水位控制预想要全面，人员分配和任务分配要合理：
一二回路就SG水位控制和帮助职责分工、职责要明确；
尽量避免同时多个调节系统同时手动；
培训和模拟机演练时，应该对此进行培训和演练；
值长站和安工站必要时可以切换到有控制权限的账号，安排专人控制SG水位，并确保团队明确各自职责，避免单一调节系统出现多人控制；
重大操作的值班人员支持；
监督并确保团队有效沟通。
4. 制定SG水位控制各系统和参数的手动干预范围，避免裕度不足；
5. 确保操纵员在操作之前清楚执行操作的原因和要领；
6. 确保操纵员有效地使用防人因工具来操作设备；
7. 确保操纵员准确、详细地记录信息，以提供机组状态变化的历史信息并便于追溯；
8. 在SG水位不稳定的过程中避免同时安排多个工作，以免操纵员分心；
9. 汇报及更新机组状态信息，使运行团队了解当前机组状态和即将要进行的运行操作；
10. 加强培训，确保团队具备SG水位控制技能，对操纵员进行低负荷下SG水位控制和干预以及经验反馈的培训。
参考文献
[1] 《核电厂操纵员培训教材》
[2] 《系统化培训方法》
