反应堆零功率物理试验风险控制

李席旭

【摘 要】反应堆堆芯有明显变动后必须进行零功率物理试验，论文对其实施过程以及运行操作时的注意事项进行简单的介绍和探讨。

【Abstract】After the obvious change of reactor core， zero power experiment must be carried out. The process and matters needing attention are briefly introduced and discussed in this paper.

【关键词】反应堆；零功率物理试验；风险控制

【Keywords】reactor； zero power physical test； risk control

【中图分类号】TL375.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）01-0180-02

1 零功率物理试验的目的

验证换料后的堆芯装载图；测量与核电站正常安全运行有关的物理参数，包括热态零功率下，所有棒全提时临界硼浓度和等温温度系数，控制棒的积分价值，硼微分价值；验证有关核参数的安全准则和设计准则；验证堆芯换料设计的有效性；为实施提升功率试验创造良好的条件。

2 零功率物理试验前提条件

在此试验前应完成初始临界试验，包括校验RPN系统各测量量程之间的线性度和相互之间的重叠范围；通过功率量程本底噪声水平和多卜勒水平的寻找，确定不发生核加热中子通量的范围，从而建立零功率物理试验的功率水平范围；完成反应性仪的校验等。

多普勒效应后RPN源量程保护定值调整已完成。

反应性仪的测量精度已经验证，并能正确有效地使用。

RCV和REA的调硼系统（稀释或硼化）均能正常工作。

控制棒驱动机构、棒位操作和指示系统均能正常投入使用。

质量安全计划上相应的操作，相关部门已签字，H点值长已签字。

3 机组初始状态及试验过程中风险控制

3.1 机组状态

反应堆冷却剂的压力为155巴。停堆棒和功率控制棒N均全提到225步；R棒的棒位为初始临界实验结束时的棒位。一回路硼浓度为R棒170步时临界硼浓度附近。反应堆冷却剂系统的平均温度291℃，通过GCT-A进行调节。如果需要硼化或稀释，应投入2个下泄孔板及全部通断式加热器，并以恒定的速率完成，以获得反应性的线性变化。

3.2 反应堆功率控制

反应堆在稳定临界，通量在零功率物理试验范围内（应在P6与多普勒效应点之间，L204为功率量程的1.04E-7A至7E-9A之间，以反应性仪读数为准，此时KIT内SRC/PRC显示无效，IRC显示要比反应性仪显示大10倍左右），应在反应性仪15%～90%之间。

3.3 反应性控制

提棒和稀释时，通量的增加速率不超过10倍/min（即倍增周期大于18s），以防止反应性引入过快，造成停堆（此时IRC跳堆定值仅为2.5E-5A）。试验期间，如果出现不可控的降温或其它原因引起的反应性急剧增加，反应堆紧急停堆保护动作，执行DEC规程。

3.4 棒位控制

允许在换料后的试验期间，慢化剂的温度系数稍许为正，R棒的插入限值可适当突破。但试验结束后，需恢复到慢化剂温度系数为负的正常运行条件，R棒恢复正常棒位要求。温度控制棒R以及停堆棒S，除非特别规定，应在“ALGN2”下移动，由RGL001QM至RGL005QM及RGL013QM和RGL014QM可读出棒位。当用R棒交替法测停堆棒组的积分价值时，在RGL003CC转到被选棒之前，必须确保被选棒的子组同步。功率控制棒，当不希望以叠步方式移动时，须使用“ALGN1”模式。在RGL004CC转到“ALGN1”位置以前，RGL002CV需转到“VAL ALGNT1” 位置，否则将出现RGL001AA报警。在此设置下，被测棒组的棒位计数器不计数，该棒棒位指示由RGL004CC下的RGL016QM读出，这个读数仅指示棒位移动步数。在此情况下必须记录这个计数器的初始和终了值，防止RGL016QM“复零”，否则将失去棒位信息。例如：用R棒测N1棒的积分价值时，N1全提出，棒位计数器指示为225步，RGL016QM指示000，N1插入到5步时，棒位计数器指示仍为225步，RGL016QM指示780，这就是说：225-5=220步（从初始棒位插入步）。控制棒在“ALGN1”模式下移动时，需确保棒组不超过棒位的上限及下限，以防止棒位超出正常棒位。对上例，当RGL016QM为780时，N1棒必须停止插入；当RGL016QM为000时，N1棒必须停止提出。

3.5 蒸发器水位及GCT-A控制

进行等温温度系数测量时注意控制3台SG压差以及SG水位的稳定，它经常导致试验不成功。由于新技术规范要求三台SG的GCT-A不可以同時置手动，这样就使获得4°C/min的升降温速率很困难。我们可以置一台SG的GCT-A手动，对于1号机，建议使用SG1，2号机建议使用SG3。因为1号机的温度梯度来源于RCP029MT，而2号机来源于RCP056MT，用相应环路的GCT-A可以使温度梯度更快地反映GCT-A的调节。要求4°C/min的速率是为了使燃料棒的温度更加接近于RCP冷却剂的温度，由于燃料温度不可测，只能通过冷却剂温度得到。温度变化太快会使冷却剂温度与燃料温度不一致，太慢则使试验时间延长。从运行控制角度来说，越慢越容易实现控制稳定。因此，我们可以缓慢增加温度梯度到4℃/h，每次调节，开度变化即停止，观察梯度稳定后再接着调节，调节时，瞬态时的温度偏差的变化快于温度梯度的变化（因为温度偏差来源于整定温度与三个环路平均温度最大值，而梯度仅本环路温度信号，且数值较小，变化较慢，体现不出微分的优点）。在另外两个置自动的GCT-A有开度时，调节较慢，因为降温时手动的开大时，自动的会补偿关小。待自动的全关后，手动的调节要更加缓慢。升温时，关小手动的，自动的会开启，造成调节扰动，可以事先增加开启整定值，使自动保持全关。回复时再将定值调一致。冷却时密切关注三台SG压力，避免两高一低导致安注，需要缓慢调节，且保持给水稳定，三台SG压差大约在1巴时，就同步稳定变化了。同时关注SG水位，若APA或APD调节，小阀在自动，则汽水压差在5巴左右为宜，太大则小阀会全关，失去调节水位的作用，太小则在升温时，由于SG压力增加，给水有可能克服不了汽压，造成SG水位下降而停堆，给水流量调节过大又会影响一回路温度，导致梯度太大而不满足试验要求。endprint