零功率物理試驗(yàn)期間主控室操縱員的配合

趙溪　張旭　張曉斌

【摘 要】零功率物理試驗(yàn)是換料大修結(jié)束后按技術(shù)規(guī)格書要求需進(jìn)行的試驗(yàn)，共8項(xiàng)，且每項(xiàng)試驗(yàn)在其過程中均有保持反應(yīng)堆相關(guān)參數(shù)穩(wěn)定的要求，如操作不當(dāng)，輕則有可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，重則可能導(dǎo)致反應(yīng)堆停堆。本文作者通過對(duì)每項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行分析，歸類試驗(yàn)中需主控室操縱員配合的操作，并對(duì)此類操作進(jìn)行描述，以降低試驗(yàn)失敗或停堆的可能。

【關(guān)鍵詞】零功率；物理試驗(yàn)；主控室操縱員；操作

中圖分類號(hào)： TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）03-0218-002

Coordination of master control room operators during zero-power physics testing

ZHAO Xi ZHANG Xu ZHANG Xiao-bin

（Nuclear Nuclear Power Operations Management Co.， Ltd.， Haiyan， Zhejiang 314300， China）

【Abstract】The zero-power physics test is a test to be carried out according to the technical specifications after the refueling overhaul， a total of eight， and each test in the process have the requirements to maintain the stability of the relevant parameters of the reactor， such as improper operation， light It may lead to failure of the test， which may lead to reactor shutdown. The author of this article analyzes each test， categorizes the operations that the master control room operator needs to cooperate in， and describes such operations to reduce the possibility of failure or shutdown.

【Key words】Zero power； Physical test； Control room operator； Operation

1 零功率物理試驗(yàn)簡(jiǎn)介

零功率物理試驗(yàn)，是核電廠換料大修結(jié)束后按技術(shù)規(guī)格書要求所進(jìn)行的試驗(yàn)，其試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱蓑?yàn)證反應(yīng)堆核設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、控制棒價(jià)值、硼的價(jià)值、慢化劑溫度系數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性等，共有8項(xiàng)，按照其試驗(yàn)前反應(yīng)堆工況又可歸為3大類：熱停堆工況、熱態(tài)零功率工況、核發(fā)熱點(diǎn)以上工況。

2 以熱停堆工況為初始條件的零功率物理試驗(yàn)

《換料后的首次臨界試驗(yàn)》，試驗(yàn)要求維持主系統(tǒng)壓力15.2±0.2MPa，一回路平均溫度280±1.5℃。

由于試驗(yàn)前處于熱停堆工況，次臨界狀態(tài)，需依靠控制棒的提升以使反應(yīng)堆達(dá)到臨界，此時(shí)可將一只大氣釋放閥置自動(dòng)，另一只置手動(dòng)，機(jī)操手動(dòng)控制大氣釋放閥的開度來維持一回路平均溫度，與此同時(shí)，還應(yīng)密切關(guān)注兩個(gè)蒸汽發(fā)生器的液位，根據(jù)蒸汽量來調(diào)整啟停給水進(jìn)入蒸發(fā)器的給水流量，盡量保證蒸發(fā)器液位平穩(wěn)，避免出現(xiàn)大幅波動(dòng)現(xiàn)象。

3 以熱態(tài)零功率工況為初始條件的零功率物理試驗(yàn)

3.1 數(shù)字反應(yīng)性儀校正試驗(yàn)

本試驗(yàn)的目的是為了校正數(shù)字反應(yīng)性儀測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)時(shí)要求反應(yīng)堆處于中子通量為零功率試驗(yàn)水平的臨界狀態(tài)。

對(duì)于保持中子通量為零功率試驗(yàn)水平的臨界狀態(tài)，可根據(jù)中間量程核測(cè)通道的輸出電流達(dá)1×10-8A并穩(wěn)定來判斷，同時(shí)反應(yīng)堆中子通量倍增周期指示應(yīng)在“∞”，核功率大表指示為0。若中間量程核測(cè)通道的輸出電流達(dá)1×10-8A后有增大趨勢(shì)，同時(shí)核功率大表指示從0開始有極為緩慢增加的趨勢(shì)，則需手動(dòng)下插一步控制棒，觀察一段時(shí)間來判斷該趨勢(shì)是否消失，反之則可通過提升控制棒來維持臨界狀態(tài)。上述操作需謹(jǐn)記，動(dòng)棒時(shí)需小心謹(jǐn)慎，不可連動(dòng)多步控制棒，以免造成反應(yīng)性不可控而導(dǎo)致反應(yīng)堆的臨界狀態(tài)被破壞。

3.2 末端臨界硼濃度測(cè)量試驗(yàn)

本試驗(yàn)的目的是為了測(cè)定一組或幾組調(diào)節(jié)棒組于全提出位置時(shí)的臨界硼濃度，從而驗(yàn)證核設(shè)計(jì)的正確性。

本試驗(yàn)期間，需提升和下插控制棒，控制棒提升時(shí)需緩慢進(jìn)行，使反應(yīng)堆中子通量水平緩慢上升，此時(shí)對(duì)一回路平均溫度的控制也會(huì)變得容易，為二回路調(diào)節(jié)蒸汽量提供了較大余量。因此，在試驗(yàn)過程中操作控制棒應(yīng)采取少量多次，邊操作邊觀察的方法，可有效減少試驗(yàn)帶來的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于試驗(yàn)過程中穩(wěn)定系統(tǒng)狀態(tài)有較大幫助。

3.3 慢化劑溫度系數(shù)測(cè)量試驗(yàn)

本試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康氖荋ZP狀態(tài)下，規(guī)定的控制棒位位置上，在一回路冷卻劑溫度發(fā)生變化的同時(shí)測(cè)量反應(yīng)性變化，求出慢化劑溫度系數(shù)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算的正確性。

在試驗(yàn)過程中需操縱員手動(dòng)控制大氣釋放閥來控制一回路平均溫度，以使其均勻下降和上升。在控制大氣釋放閥時(shí)應(yīng)緩慢，防止閥門突開（突關(guān)）導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器水位突升（突降）。大氣釋放閥開度的變化會(huì)引起蒸汽發(fā)生器內(nèi)水裝量的變化，需及時(shí)調(diào)節(jié)啟停給水流量以保證蒸汽發(fā)生器水位在試驗(yàn)要求的范圍之內(nèi)。在調(diào)整一回路平均溫度的過程中，除了大氣釋放閥的因素外，啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的溫度較低的水也會(huì)對(duì)平均溫度的變化起到一定的影響。

3.4 控制棒價(jià)值及硼價(jià)值測(cè)量試驗(yàn)

本試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，測(cè)量控制棒組T1的微分和積分價(jià)值，以及不同棒位下的平均硼價(jià)值，以驗(yàn)證核設(shè)計(jì)的正確性。

本試驗(yàn)需注意通過應(yīng)急稀釋管線向堆芯注入純水的過程中，應(yīng)事先計(jì)算好注入純水的量與引入的反應(yīng)性的關(guān)系，將V02-125調(diào)整至相應(yīng)閥位以保證按照試驗(yàn)要求的速率進(jìn)行稀釋。稀釋過程中應(yīng)配合插棒以保證臨界狀態(tài)或使堆芯趨于臨界狀態(tài)。

3.5 換棒法測(cè)量控制棒價(jià)值試驗(yàn)

本試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，用已知價(jià)值的控制棒組來刻度其它價(jià)值未知的控制棒組。結(jié)合調(diào)硼法所測(cè)的控制棒價(jià)值，證實(shí)控制棒對(duì)堆芯的反應(yīng)性的控制能力是否滿足需要。

本試驗(yàn)與控制棒價(jià)值及硼價(jià)值測(cè)量試驗(yàn)類似，需要用已標(biāo)定過反應(yīng)性價(jià)值的T1棒組來測(cè)量其余調(diào)節(jié)棒組的反應(yīng)性，在試驗(yàn)過程中對(duì)于插棒和提棒需配合得當(dāng)，盡量使反應(yīng)堆保持在臨界狀態(tài)，以保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

3.6 重疊棒價(jià)值和硼價(jià)值測(cè)量試驗(yàn)

本試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，測(cè)量控制棒組重疊時(shí)的棒價(jià)值和硼價(jià)值。驗(yàn)證控制棒組下插時(shí)產(chǎn)生的最大反應(yīng)性添加率和硼稀釋時(shí)產(chǎn)生的最大反應(yīng)性添加率滿足限制值。

本試驗(yàn)同控制棒價(jià)值及硼價(jià)值測(cè)量試驗(yàn)、換棒法測(cè)量控制棒價(jià)值試驗(yàn)方法類似，只是將稀釋與插棒配合改為用硼化與提棒配合，在試驗(yàn)中應(yīng)密切關(guān)注反應(yīng)性變化，在配合試驗(yàn)的同時(shí)，將反應(yīng)堆控制在可控范圍內(nèi)。

4 以核發(fā)熱點(diǎn)以上工況為初始條件的零功率物理試驗(yàn)

本試驗(yàn)為功率分布測(cè)量試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率工況和有功率工況下，分別測(cè)定堆芯功率分布和溫度分布，確認(rèn)堆內(nèi)功率分布無異常，驗(yàn)證堆芯裝載正確性與核設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。

本試驗(yàn)主控室操縱員需配合進(jìn)行反應(yīng)堆功率提升至1.8%FP的操作， 功率提升完畢后，還需保持此功率水平48小時(shí)，以滿足試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)的要求。在核功率提升階段，由于在升功率前反應(yīng)堆已處于熱態(tài)零功率的臨界狀態(tài)，在提升控制棒升功率的過程中需謹(jǐn)慎，控制棒不應(yīng)一次性提升過多，以免一次性引入過大的正反應(yīng)性從而導(dǎo)致反應(yīng)堆狀態(tài)不可控，在提棒過程中應(yīng)關(guān)注中子倍增周期指示，防止周期過短；在核功率提升過程中堆操應(yīng)密切關(guān)注一回路平均溫度（Tavg）變化趨勢(shì)，并與機(jī)操配合好控制Tavg與堆功率水平相對(duì)應(yīng)，機(jī)操在用大氣釋放閥控制Tavg時(shí)需時(shí)刻與堆操保持溝通，有任何操作前都應(yīng)通知堆操知曉，在控制大氣釋放閥排汽的同時(shí)應(yīng)兼顧蒸汽發(fā)生器的液位，通過啟停給水系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)閥保證蒸汽發(fā)生器合適的供水量，以匹配大氣釋放閥排出的蒸汽量。機(jī)操在控制蒸發(fā)器水位的過程中應(yīng)關(guān)注三點(diǎn)影響其水位的因素：1、補(bǔ)水。啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的補(bǔ)水量應(yīng)通過啟停給水流量調(diào)節(jié)閥合理控制，其補(bǔ)水量大小應(yīng)與大氣釋放閥排出的蒸汽量匹配，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)器液位變化趨勢(shì)綜合判斷。2、排汽。通過大氣釋放閥排出的蒸汽量是導(dǎo)致蒸發(fā)器液位下降的最主要的原因，而排汽也是控制Tavg最為有效的手段。因此，控制Tavg在試驗(yàn)要求的范圍內(nèi)，控制大氣釋放閥的排氣量至關(guān)重要，要兼顧Tavg、蒸發(fā)器液位等重要參數(shù)綜合判斷。3、水的受熱膨脹。啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的水為除氧器內(nèi)加熱至130℃左右的冷水，水供至蒸發(fā)器后會(huì)被加熱200℃以上，在加熱過程中水的受熱膨脹也是影響蒸發(fā)器液位的重要因素之一，有可能干擾到機(jī)操對(duì)蒸發(fā)器液位的正確判斷，因此機(jī)操在補(bǔ)水至蒸發(fā)器后應(yīng)對(duì)水的受熱膨脹有清楚的認(rèn)識(shí)。

5 結(jié)論

上述8項(xiàng)零功率物理試驗(yàn)，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于穩(wěn)定反應(yīng)堆狀態(tài)，包括試驗(yàn)前條件的維持，以及試驗(yàn)中對(duì)于反應(yīng)堆臨界狀態(tài)的控制。這就需要主控室操縱員對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)細(xì)則做到心中有數(shù)，試驗(yàn)中需要關(guān)注哪些參數(shù)；操作時(shí)會(huì)有哪些風(fēng)險(xiǎn)，如何應(yīng)對(duì)；試驗(yàn)后系統(tǒng)狀態(tài)該如何恢復(fù)等等，均需要操縱員在試驗(yàn)前就做好分析和總結(jié)。工欲善其事，必先利其器，核電廠的任何操作都會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)，如何做好風(fēng)險(xiǎn)分析并合理的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)是我們不懈的努力方向。

【參考文獻(xiàn)】

[1]秦一廠技術(shù)文件（試驗(yàn)細(xì)則），《零功率物理試驗(yàn)》.

[2]秦山核電廠最終安全分析報(bào)告，第16章，技術(shù)規(guī)格書.