核电站部分停堆（PT）的设计原理

核电站设计上，为了保障安全，当某些重要参数超出安全要求时将触发反应堆的自动停堆动作，从而将堆芯维持在安全状态。而某三代核电机组设计时，为了提高机组的可用率，在参数恶化触发保护信号前，额外设计了限制功能（Limitation），通过触发对应的动作使得参数并恢复到正常，从而避免停堆。限制功能的动作阈值介于运行限制条件（LCO）和保护功能（PS），也就是说反应堆保护的阈值高于限制功能，限制功能的阈值要高于运行限制条件，体现了核电站纵深防御的设计理念，三者的关系可用下图示意。

图1-纵深防御设计理念

限制功能触发的动作中重要的就是部分停堆。部分停堆英文名称是Partial Trip，简称PT。正常反应堆停堆时，所有的控制棒同时插入堆芯，从而终止链式反应，同样由于停堆的反生，汽轮机也将触发自动停机，而当部分停堆发生时，只有少数控制棒落棒，此时反应堆并没有停堆，汽轮机也仍然带功率运行，从而在确保安全的前提下，避免的停堆，提高了机组的可用率。

在异常和瞬态工况下，对于二回路侧，汽轮机功率在GRE 系统的调节作用下可以根据需要快速降低，理论上速率不受限制，例如针对甩负荷的情况，汽机降负荷的速率可达到2000%Pn/min，而一回路侧由于控制棒的插入速率最大为75 步/min，限制了一回路功率的快速下降，如果仅仅依靠控制棒的下插来降低功率，一二回路将产生很大的功率不平衡，因此必须有其他手段来保证一回路功率的快速下降，也就是部分停堆。当部分停堆信号触发后，根据触发信号的不同，在堆芯对称位置同时掉落一定数量的控制棒（至少掉落两根），由于控制棒的直接落棒，5s 将到达堆底部，因此将引入较大的负反应性，从而使得反应堆的功率快速下降，实现了一二回路的快速平衡。

部分停堆信号消失之后，控制系统将自动进行棒位重新排列，之前掉落的棒束将自动提升到其棒组的参考棒位，而其他棒束将自动下插来弥补提升棒束引入的反应性，最终整个棒控系统恢复叠步状态。

得益于部分停堆的设计，该机组的GCT（蒸汽旁路排放系统）设计也得到了优化，与CPR 机组85%Pn 的负荷导出能力相比，该机组的GCT 设计上只需要导出 60%Pn 的负荷，因为在60%Pn 以上触发二回路负荷速降时，一回路通过部分停堆快速掉棒来匹配二回路的功率快速降低，从而降低了对GCT 功能的需求，简化GCT系统的设计。

参考资料：《EPR机组智能化控制的设计原理》