物理试验风险控制论文

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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155-2+0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291-1+2℃，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“VALALGNT1”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不可以同时置手动，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。

4实施步骤

①全部控制棒在顶端时的临界硼浓度测量CBAROMES；②全部控制棒在顶端时的等温温度系数测量α（ISO）AROMES；③R棒组的微分和积分价值测量及硼微分价值测量；④用R棒组替代法测量其它控制棒组的积分价值；⑤确定慢化剂温度系数为负的硼浓度限值；⑥反应性仪精度校验试验。

5调整机组状态，试验结束

检查安全棒棒位，确保全提（225步），检查R棒棒位，如低于低低限（197），插入功率棒，提出R棒，调整R棒到低低限以上，最好在调节带内。检查功率棒棒位是否在零功率棒位之上，否则进行硼化提棒至零功率棒位以上。硼化结束后等待一回路均匀半小时，手工分析回路和稳压器中的硼浓度，三次取样，每次间隔15分钟，要求三次测量之差小于5ppm，稳压器与回路硼浓度之差小于20ppm。确认硼浓度已满足慢化剂温度系数为负的要求，否则通过插功率棒稀释的方法完成。一回路平均温度满足Tavg＝291.4-1+2℃。机组状态调整结束后，零功率试验主要内容已完成，机组已恢复到目标状态。

6几个公式

①稀释插R棒：稀释水量V=202ln(CBi/CBt)其中：CBi为初始硼浓度,CBt=CBi-CB,CB=棒价值/硼微分价值稀释速率：F=202CBi×dCBdt其中dCBdt=50ppm/h②硼化提R棒：加硼量：V=202ln(CB(REA)－CB(Ri))/(CB(REA)-CB(R225))，其中CB(Ri)为当前R棒位下的硼浓度，ΔρR为R棒棒位变化的价值，CB(REA)为硼酸箱硼浓度，ΔρCB/ΔCB为当前硼浓度下的硼微分价值，ΔCB=ΔρR/（ΔρCB/ΔCB）为需要改变的硼浓度，CB(R225)=CB(Ri)+CB为R棒225步时预计硼浓度值。

作者:李席旭 单位:大亚湾核电运营管理有限责任公司