核电厂硼化量快速校核计算方法及分析

吴丹蕾，黄珍章，程绍博

（海南核电有限公司，海南昌江 572733）

0 引言

堆芯硼酸调节与控制棒调节是反应性控制的两大主要方式，两者相辅相成，在压水堆运行过程中起到重要作用。由于硼化量小且公式较为复杂，对小量硼化计算，提出一种硼化计算量快速校核方法，可以快速得到硼化稀释量的近似值，提高工作效率。

1 硼化量计算模型

硼化稀释计算采用控制体积法建立模型，将整个一回路作为1个控制体，则该控制体内单位时间硼浓度的变化量dCB与单位时间流入控制面与流出控制面的硼酸溶液量dQ的关系见式（1）。

式中M——初始堆芯冷却剂装量，质量单位

CB——堆芯硼浓度，10-6

CBλ——注入堆芯的硼酸溶液浓度，10-6

将公式（1）化简，并对0到t时刻求积分，得硼化量Q见公式（2）。

式中CB0——堆芯硼化前硼浓度，10-6

CBt——t时刻堆芯硼浓度，10-6

2 简化计算模型

由以上推导得出的硼化稀释量计算公式均为对数函数形式，计算较为复杂，对于小范围的硼化操作，提出一种简化校核计算模型。

（1）首先计算出堆芯硼浓度变化1×10-6时所需要的硼化量，化简后可得 Q=M·In（1+。令，得：Q=M·In（1+x）。

当 x→0 时 In（1+x）≈x，对于电厂实际情况，CBλ为 7×10-3以上浓硼酸，寿期初CB0最大约为1.3×10-3，则。可得出：

3 简化校核计算误差分析

海南昌江核电厂堆芯初始冷却剂装量168 t，堆芯寿期初、寿期中、寿期末硼浓度分别为 9×10-4，6×10-4，3×10-4。由上述公式推导可知，寿期初堆芯硼化前硼浓度CB0越大，对硼化量简化校核计算的影响越明显。因此以寿期初的情况为例，以简化校核计算不同硼浓度变化条件下的硼化量，计算误差见表1。

表1 寿期初堆芯硼化量简化校核计算误差

由表1可得，当硼浓度变化量ε≤20时，寿期初，硼化量简化计算值与公式计算偏差最大为0.164%，满足实际工作要求，且校核计算量较理论计算量偏保守。

4 结语

通过对硼化计算公式进行极限推导，得出适用于硼浓度小量变化的硼化计算校核公式，可用于硼化量的快速校核。经实际验证及理论对比，当硼浓度CB＜9×10-4，硼浓度变化量CB≤2×10-5时，硼化量简化计算结果与理论公式计算误差＜0.164%。简化校核计算结果相对于理论计算值偏小，更趋于安全，且误差可满足机组实际运行需求。