[发明专利]核电站动态刻棒现场实施方法

说明书

本发明涉及核电站动态刻棒现场实施方法，包括：测量过程中的空间效应修正、本底补偿电流的确定、刻棒顺序、零功率物理试验顺序的优化、以及先进反应性仪的设置和检查等。对于本发明的改进而得到的动态刻棒现场实施方法中，每组控制棒都独立测量，没有干涉效应，棒价值不依赖参考棒的价值，测量结果可靠性高；测量过程没有硼化稀释操作，能达到的最大反应性取决于初始状态的反应性，更加安全；测量操作简单，大幅度降低人为错误概率；可以提供以位置为函数的控制棒价值，提供更多的数据验证安全分析所需要的堆芯设计计算模型；提高了测量效率，每次大修中大幅度节省大修关键路径时间至少十几个小时；减少控制棒的移动和放射性废物的排放。

本申请是申请号为201410404382.4，申请日为2014年8月15号，发明名称为：核电站动态刻棒现场实施方法的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及核电站数字化控制技术领域，具体涉及核电站动态刻棒在现场实施中涉及的相关方法，包括测量过程中的空间效应修正、本底补偿电流的确定、刻棒顺序、零功率物理试验顺序的优化、以及先进反应性仪的设置和检查等。

背景技术

控制棒是核反应堆紧急控制和功率调节所不可缺少的控制部件，正常工况下，通过调节控制棒棒位，可以实现反应堆的正常启动与停闭，使反应堆在给定的功率水平运行或进行反应堆功率调节；事故工况下，通过快速插入控制棒来降低堆芯反应性，从而实现紧急停堆。

控制棒在反应堆起着调节反应性的重要作用，其微积分价值是非常重要的物理量，因此控制棒微积分价值测量是核电站一项非常重要的物理启动试验。控制棒价值的计算是比较复杂的，实质上是通过反应堆的临界计算来获得的，即分别计算有控制棒存在时和没有控制棒存在时反应堆的反应性，两种情况下的反应性之差就是所要求的控制棒的总反应性价值，简称控制棒积分价值。在反应堆设计和运行时，不仅需要知道控制棒不同插入深度时的价值，而且还需要知道控制棒在堆芯不同高度处移动单位距离所引起的反应性变化，即控制棒的微分价值，其单位常采用PCM/cm。目前常用的控制棒价值测量方法包括传统的硼稀释法、棒-棒对刻法以及美国西屋公司的动态刻棒法(DRWM，Dynamic Rod WorthMeasurement)。由于西屋公司的动态刻棒技术能够更准确、快捷地测量控制棒微积分价值而备受工业界推崇。

动态刻棒法的一般原理是：试验时，保持试验期间硼浓度不变的前提下，首先引入大约50～70pcm正反应性以提高堆芯通量水平(但该通量水平应该低于多普勒发热点)，然后采用连续快速插棒的方式将控制棒组插入堆芯，并对控制棒组的价值进行连续测量。在整个试验过程中，利用反应性仪(ADRC，Advanced Digital Reactivity Computer)进行反应性实时计算，并由多笔记录仪记录下堆芯通量信号(来自于堆外核测仪表RPN系统)、反应性仪计算的反应性、控制棒棒位等信号。动态刻棒法利用控制棒驱动机构以正常棒速将控制棒插入堆芯，这样可以避免突然落棒对控制棒本身和堆芯结构的冲击，同时持续时间稍长、过程可控，对试验测量和试验数据处理来说是很有好处的。

虽然动态刻棒法测量棒价值试验过程比较简单，但在现场实施时存在如下任意问题亟待解决：

(1)空间效应的修正问题：为了使用点堆模型所推导出的反应性方程，堆芯需要处于渐进的平衡态。而传统的刻棒方法需要等待的过渡周期是比较短的，因为偏离临界不远。两个因素对过渡周期的长度起作用，其一，缓发中子在一个时间延迟之后改变了空间分布，它导致缓发中子的通量形状随着瞬发中子的形状改变而改变；其二，即便对于瞬发中子来说，基模的过渡也不是即刻改变的，因为有其它的谐波同时被激发，一直到慢慢衰减完。现有研究表明，第一个因素才是起到主导作用的。但在偏离临界较大的堆芯变化过程中，过渡周期是比较长的。动态刻棒就是这么一种情形，并且在动态刻棒测量的过程中，不能等待堆芯的过渡周期完全结束。也就是说，在动态刻棒测量中，需要对测量过程中的空间效应进行理论修正。