反應堆零功率物理試驗風險控制

李席旭

（大亞灣核電運營管理有限責任公司，廣東深圳518124）

1 零功率物理試驗的目的

驗證換料后的堆芯裝載圖；測量與核電站正常安全運行有關的物理參數(shù)，包括熱態(tài)零功率下，所有棒全提時臨界硼濃度和等溫溫度系數(shù)，控制棒的積分價值，硼微分價值；驗證有關核參數(shù)的安全準則和設計準則；驗證堆芯換料設計的有效性；為實施提升功率試驗創(chuàng)造良好的條件。

2 零功率物理試驗前提條件

在此試驗前應完成初始臨界試驗，包括校驗RPN系統(tǒng)各測量量程之間的線性度和相互之間的重疊范圍；通過功率量程本底噪聲水平和多卜勒水平的尋找，確定不發(fā)生核加熱中子通量的范圍，從而建立零功率物理試驗的功率水平范圍；完成反應性儀的校驗等。

多普勒效應后RPN源量程保護定值調整已完成。

反應性儀的測量精度已經驗證，并能正確有效地使用。

RCV和REA的調硼系統(tǒng)（稀釋或硼化）均能正常工作。

控制棒驅動機構、棒位操作和指示系統(tǒng)均能正常投入使用。

質量安全計劃上相應的操作，相關部門已簽字，H點值長已簽字。

3 機組初始狀態(tài)及試驗過程中風險控制

3.1 機組狀態(tài)

3.2 反應堆功率控制

反應堆在穩(wěn)定臨界，通量在零功率物理試驗范圍內（應在P6與多普勒效應點之間，L204為功率量程的1.04E-7A至7E-9A之間，以反應性儀讀數(shù)為準，此時KIT內SRC/PRC顯示無效，IRC顯示要比反應性儀顯示大10倍左右），應在反應性儀15%～90%之間。

3.3 反應性控制

提棒和稀釋時，通量的增加速率不超過10倍/min（即倍增周期大于18s），以防止反應性引入過快，造成停堆（此時IRC跳堆定值僅為2.5E-5A）。試驗期間，如果出現(xiàn)不可控的降溫或其它原因引起的反應性急劇增加，反應堆緊急停堆保護動作，執(zhí)行DEC規(guī)程。

3.4 棒位控制

允許在換料后的試驗期間，慢化劑的溫度系數(shù)稍許為正，R棒的插入限值可適當突破。但試驗結束后，需恢復到慢化劑溫度系數(shù)為負的正常運行條件，R棒恢復正常棒位要求。溫度控制棒R以及停堆棒S，除非特別規(guī)定，應在“ALGN2”下移動，由RGL001QM至RGL005QM及RGL013QM和RGL014QM可讀出棒位。當用R棒交替法測停堆棒組的積分價值時，在RGL003CC轉到被選棒之前，必須確保被選棒的子組同步。功率控制棒，當不希望以疊步方式移動時，須使用“ALGN1”模式。在RGL004CC轉到“ALGN1”位置以前，RGL002CV需轉到“VAL ALGNT1”位置，否則將出現(xiàn)RGL001AA報警。在此設置下，被測棒組的棒位計數(shù)器不計數(shù)，該棒棒位指示由RGL004CC下的RGL016QM讀出，這個讀數(shù)僅指示棒位移動步數(shù)。在此情況下必須記錄這個計數(shù)器的初始和終了值，防止RGL016QM“復零”，否則將失去棒位信息。例如：用R棒測N1棒的積分價值時，N1全提出，棒位計數(shù)器指示為225步，RGL016QM指示000，N1插入到5步時，棒位計數(shù)器指示仍為225步，RGL016QM指示780，這就是說：225-5=220步（從初始棒位插入步）。控制棒在“ALGN1”模式下移動時，需確保棒組不超過棒位的上限及下限，以防止棒位超出正常棒位。對上例，當RGL016QM為780時，N1棒必須停止插入；當RGL016QM為000時，N1棒必須停止提出。

3.5 蒸發(fā)器水位及GCT-A控制

進行等溫溫度系數(shù)測量時注意控制3臺SG壓差以及SG水位的穩(wěn)定，它經常導致試驗不成功。由于新技術規(guī)范要求三臺SG的GCT-A不可以同時置手動，這樣就使獲得4°C/min的升降溫速率很困難。我們可以置一臺SG的GCT-A手動，對于1號機，建議使用SG1，2號機建議使用SG3。因為1號機的溫度梯度來源于RCP029MT，而2號機來源于RCP056MT，用相應環(huán)路的GCT-A可以使溫度梯度更快地反映GCT-A的調節(jié)。要求4°C/min的速率是為了使燃料棒的溫度更加接近于RCP冷卻劑的溫度，由于燃料溫度不可測，只能通過冷卻劑溫度得到。溫度變化太快會使冷卻劑溫度與燃料溫度不一致，太慢則使試驗時間延長。從運行控制角度來說，越慢越容易實現(xiàn)控制穩(wěn)定。因此，我們可以緩慢增加溫度梯度到4℃/h，每次調節(jié)，開度變化即停止，觀察梯度穩(wěn)定后再接著調節(jié)，調節(jié)時，瞬態(tài)時的溫度偏差的變化快于溫度梯度的變化（因為溫度偏差來源于整定溫度與三個環(huán)路平均溫度最大值，而梯度僅本環(huán)路溫度信號，且數(shù)值較小，變化較慢，體現(xiàn)不出微分的優(yōu)點）。在另外兩個置自動的GCT-A有開度時，調節(jié)較慢，因為降溫時手動的開大時，自動的會補償關小。待自動的全關后，手動的調節(jié)要更加緩慢。升溫時，關小手動的，自動的會開啟，造成調節(jié)擾動，可以事先增加開啟整定值，使自動保持全關。回復時再將定值調一致。冷卻時密切關注三臺SG壓力，避免兩高一低導致安注，需要緩慢調節(jié)，且保持給水穩(wěn)定，三臺SG壓差大約在1巴時，就同步穩(wěn)定變化了。同時關注SG水位，若APA或APD調節(jié)，小閥在自動，則汽水壓差在5巴左右為宜，太大則小閥會全關，失去調節(jié)水位的作用，太小則在升溫時，由于SG壓力增加，給水有可能克服不了汽壓，造成SG水位下降而停堆，給水流量調節(jié)過大又會影響一回路溫度，導致梯度太大而不滿足試驗要求。

4 實施步驟

5 調整機組狀態(tài)，試驗結束

檢查安全棒棒位，確保全提（225步），檢查R棒棒位，如低于低低限（197），插入功率棒，提出R棒，調整R棒到低低限以上，最好在調節(jié)帶內。檢查功率棒棒位是否在零功率棒位之上，否則進行硼化提棒至零功率棒位以上。硼化結束后等待一回路均勻半小時，手工分析回路和穩(wěn)壓器中的硼濃度，三次取樣，每次間隔15分鐘，要求三次測量之差小于5ppm，穩(wěn)壓器與回路硼濃度之差小于20ppm。確認硼濃度已滿足慢化劑溫度系數(shù)為負的要求，否則通過插功率棒稀釋的方法完成。一回路平均溫度滿足機組狀態(tài)調整結束后，零功率試驗主要內容已完成，機組已恢復到目標狀態(tài)。

6 幾個公式

①稀釋插R棒：

稀釋水量 V=202ln（CBi/CBt）其中：CBi為初始硼濃度,CBt=CBi-CB,CB=棒價值/硼微分價值

②硼化提R棒：

加硼量：V=202 ln （CB（REA）－CB（Ri））/（CB（REA）-CB（R225）），其中CB（Ri）為當前R棒位下的硼濃度，ΔρR為 R棒棒位變化的價值，CB（REA）為硼酸箱硼濃度，ΔρCB/ΔCB 為當前硼濃度下的硼微分價值，ΔCB=ΔρR/（ΔρCB/ΔCB）為需要改變的硼濃度，CB（R225）=CB（Ri）+CB 為 R 棒 225 步時預計硼濃度值。