零功率物理试验期间主控室操纵员的配合

赵 溪 张 旭 张晓斌

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300）

1　零功率物理试验简介

零功率物理试验，是核电厂换料大修结束后按技术规格书要求所进行的试验，其试验目的是为了验证反应堆核设计的准确性、控制棒价值、硼的价值、慢化剂温度系数计算的准确性等，共有8项，按照其试验前反应堆工况又可归为3大类：热停堆工况、热态零功率工况、核发热点以上工况。

2　以热停堆工况为初始条件的零功率物理试验

《换料后的首次临界试验》，试验要求维持主系统压力 15.2±0.2MPa，一回路平均温度 280±1.5℃。

由于试验前处于热停堆工况，次临界状态，需依靠控制棒的提升以使反应堆达到临界，此时可将一只大气释放阀置自动，另一只置手动，机操手动控制大气释放阀的开度来维持一回路平均温度，与此同时，还应密切关注两个蒸汽发生器的液位，根据蒸汽量来调整启停给水进入蒸发器的给水流量，尽量保证蒸发器液位平稳，避免出现大幅波动现象。

3　以热态零功率工况为初始条件的零功率物理试验

3.1　数字反应性仪校正试验

本试验的目的是为了校正数字反应性仪测量的可靠性和准确性，在试验时要求反应堆处于中子通量为零功率试验水平的临界状态。

对于保持中子通量为零功率试验水平的临界状态，可根据中间量程核测通道的输出电流达1×10-8A并稳定来判断，同时反应堆中子通量倍增周期指示应在“∞”，核功率大表指示为0。若中间量程核测通道的输出电流达1×10-8A后有增大趋势，同时核功率大表指示从0开始有极为缓慢增加的趋势，则需手动下插一步控制棒，观察一段时间来判断该趋势是否消失，反之则可通过提升控制棒来维持临界状态。上述操作需谨记，动棒时需小心谨慎，不可连动多步控制棒，以免造成反应性不可控而导致反应堆的临界状态被破坏。

3.2　末端临界硼浓度测量试验

本试验的目的是为了测定一组或几组调节棒组于全提出位置时的临界硼浓度，从而验证核设计的正确性。

本试验期间，需提升和下插控制棒，控制棒提升时需缓慢进行，使反应堆中子通量水平缓慢上升，此时对一回路平均温度的控制也会变得容易，为二回路调节蒸汽量提供了较大余量。因此，在试验过程中操作控制棒应采取少量多次，边操作边观察的方法，可有效减少试验带来的风险，对于试验过程中稳定系统状态有较大帮助。

3.3　慢化剂温度系数测量试验

本试验的试验目的是HZP状态下，规定的控制棒位位置上，在一回路冷却剂温度发生变化的同时测量反应性变化，求出慢化剂温度系数，以验证设计计算的正确性。

在试验过程中需操纵员手动控制大气释放阀来控制一回路平均温度，以使其均匀下降和上升。在控制大气释放阀时应缓慢，防止阀门突开（突关）导致蒸汽发生器水位突升（突降）。大气释放阀开度的变化会引起蒸汽发生器内水装量的变化，需及时调节启停给水流量以保证蒸汽发生器水位在试验要求的范围之内。在调整一回路平均温度的过程中，除了大气释放阀的因素外，启停给水系统供给蒸发器的温度较低的水也会对平均温度的变化起到一定的影响。

3.4　控制棒价值及硼价值测量试验

本试验的试验目的是在热态零功率状态下，测量控制棒组T1的微分和积分价值，以及不同棒位下的平均硼价值，以验证核设计的正确性。

本试验需注意通过应急稀释管线向堆芯注入纯水的过程中，应事先计算好注入纯水的量与引入的反应性的关系，将V02-125调整至相应阀位以保证按照试验要求的速率进行稀释。稀释过程中应配合插棒以保证临界状态或使堆芯趋于临界状态。

3.5　换棒法测量控制棒价值试验

本试验的试验目的是在热态零功率状态下，用已知价值的控制棒组来刻度其它价值未知的控制棒组。结合调硼法所测的控制棒价值，证实控制棒对堆芯的反应性的控制能力是否满足需要。

本试验与控制棒价值及硼价值测量试验类似，需要用已标定过反应性价值的T1棒组来测量其余调节棒组的反应性，在试验过程中对于插棒和提棒需配合得当，尽量使反应堆保持在临界状态，以保证试验的顺利进行。

3.6　重叠棒价值和硼价值测量试验

本试验的试验目的是在热态零功率状态下，测量控制棒组重叠时的棒价值和硼价值。验证控制棒组下插时产生的最大反应性添加率和硼稀释时产生的最大反应性添加率满足限制值。

本试验同控制棒价值及硼价值测量试验、换棒法测量控制棒价值试验方法类似，只是将稀释与插棒配合改为用硼化与提棒配合，在试验中应密切关注反应性变化，在配合试验的同时，将反应堆控制在可控范围内。

4　以核发热点以上工况为初始条件的零功率物理试验

本试验为功率分布测量试验,试验目的是在热态零功率工况和有功率工况下，分别测定堆芯功率分布和温度分布，确认堆内功率分布无异常，验证堆芯装载正确性与核设计准确性。

本试验主控室操纵员需配合进行反应堆功率提升至1.8%FP的操作，功率提升完毕后，还需保持此功率水平48小时，以满足试验采集数据的要求。在核功率提升阶段，由于在升功率前反应堆已处于热态零功率的临界状态，在提升控制棒升功率的过程中需谨慎，控制棒不应一次性提升过多，以免一次性引入过大的正反应性从而导致反应堆状态不可控，在提棒过程中应关注中子倍增周期指示，防止周期过短；在核功率提升过程中堆操应密切关注一回路平均温度（Tavg）变化趋势，并与机操配合好控制Tavg与堆功率水平相对应，机操在用大气释放阀控制Tavg时需时刻与堆操保持沟通，有任何操作前都应通知堆操知晓，在控制大气释放阀排汽的同时应兼顾蒸汽发生器的液位，通过启停给水系统流量调节阀保证蒸汽发生器合适的供水量，以匹配大气释放阀排出的蒸汽量。机操在控制蒸发器水位的过程中应关注三点影响其水位的因素：1、补水。启停给水系统供给蒸发器的补水量应通过启停给水流量调节阀合理控制，其补水量大小应与大气释放阀排出的蒸汽量匹配，同时还应根据蒸发器液位变化趋势综合判断。2、排汽。通过大气释放阀排出的蒸汽量是导致蒸发器液位下降的最主要的原因，而排汽也是控制Tavg最为有效的手段。因此，控制Tavg在试验要求的范围内，控制大气释放阀的排气量至关重要，要兼顾Tavg、蒸发器液位等重要参数综合判断。3、水的受热膨胀。启停给水系统供给蒸发器的水为除氧器内加热至130℃左右的冷水，水供至蒸发器后会被加热200℃以上，在加热过程中水的受热膨胀也是影响蒸发器液位的重要因素之一，有可能干扰到机操对蒸发器液位的正确判断，因此机操在补水至蒸发器后应对水的受热膨胀有清楚的认识。

5　结论

上述8项零功率物理试验，最为关键的一点在于稳定反应堆状态，包括试验前条件的维持，以及试验中对于反应堆临界状态的控制。这就需要主控室操纵员对各项试验细则做到心中有数，试验中需要关注哪些参数；操作时会有哪些风险，如何应对；试验后系统状态该如何恢复等等，均需要操纵员在试验前就做好分析和总结。工欲善其事，必先利其器，核电厂的任何操作都会有一定的风险，如何做好风险分析并合理的规避风险是我们不懈的努力方向。

【参考文献】

［1］秦一厂技术文件（试验细则），《零功率物理试验》.

［2］秦山核电厂最终安全分析报告，第16章，技术规格书.