[发明专利]一种控制反应堆的方法及装置

说明书

本发明涉及原子核反应堆的控制方法，适用于利用不同种类的控制棒进行控制和调节的压水裂变反应堆。

这种反应堆包括下列公知部件：

一个装有反应燃料元件的堆芯，用来给在堆芯容积内产生中子通量的原子核裂变反应提供燃料。在该容积的每个区域内，因中子通量的存在，使反应得以进行，并以热的形式给出随中子通量变化的原子核功率，

一个冷却剂回路，它具有一条穿过所说堆芯的支路。这一回路将所说的功率带出来，使之用于堆外的不同负载，

测量用的测量装置，特别是测量所说冷却剂的温度，以提供一个过热比和冷却剂的平均温度。所述过热比表示一个预先确定的临界热通量（它不论发生在堆芯的哪一点，都将是很危险的）与所说通量为最大值的热点上的局部实际热通量之比，所述平均温度应该接近能使核电站最佳运行的正常值，

多个控制棒，它们有位移装置和控制装置，用来将所述棒纵向地从堆芯的相应区域插入或提出来控制这些棒的位置，控制棒的位置是用它提出的比例来确定的。

每一个控制棒沿其长度方向分布着中子吸收材料并给出负反        ，在相应的控制棒所插入的整个深度上的堆芯区中降低了所说        通量及核功率。这种以控制棒的位移来改变堆芯核功率的方法是以中子通量分布表现出畸变并带来附加的堆芯损耗来实现的。

这些控制棒中的一种由精密控制棒构成。这种控制棒能在常规控制操作时在很大的高度范围内位移，使得核功率随之发生很大的变化。这种核功率的较大变化对于外部负载而言并非经常发生。

另一种控制棒由调节棒构成。所述棒控制装置接受冷却剂的平均温度。根据该温度大于还是小于温度的正常值来减少或增加这种调节棒的提出比例。这就构成一个调节回路，它通过使核功率发生小的变化而把所述平均温度自动地保持在所述正常值附近，所述变化常常影响着外部负载;若核功率为常数，则将引起所说温度的变化。所述控制装置在常规运行时将所说调节棒的位移限制在某一调节范围内，该范围限制在反应堆的两个工作极限之间，它们分别对应于这些棒的两个高的提出比例，以便通过限制畸变的幅度来限制堆芯损耗。所述畸变是这类棒束的位移施加在中子通量上而经常产生的。

所述控制方法包括：

a）在常规控制操作时，为使核功率随外部负载发生较大的变化而移动精密控制棒，

b）可以在运行时根据一旦过热比下降到一个低的警戒阈值以下时发出的报警信号，附加插入所说的控制棒来降低功率，以便使过热比至少提高到该阈值。这个阈值是反应堆的另一工作极限，它决定于一个比1大得多的安全系数，以保证在一达到该值时，所说的过热并不接近危险状态，且即使在可能发生某些预先考虑到的偶然事故时也不会达到危险状态，

c）响应反应堆工作参数的变化调节反应堆的工作极限。

在这种已知的方法中，过热比的低警戒阈值取2.17。令人遗憾的是，在反应堆运行过程中不时地出现一些相对短的却无法避免的涨落。这就迫使电站的操作人员，即使在冷却剂平均温度允许反应堆以较高功率运行时，也经常插入精确控制棒来降低反应堆功率，以使过热比回到阈值以上。结果，就降低了送往外部负载的可用功率。该负载通常是向配电网供电的涡轮交流发电机组。这种功率的降低实质上最终导致电站发电工作效率的降低。

本发明的特定目的是，以简单的和经济的方式来减少那种由于影响过热比的涨落可能引起的功率降低的次数，同时不会因堆芯的局部过热而带有任何危险。

本发明的目的还在于提高核电站的工作效率、利润率以及平均功率。

根据本发明的控制方法，其特征在于：在所说的调节范围内，对不同的调节棒位置选择不同的过热比低警戒阈值。当所说的棒提出比例相对地小些时，就选择相对高些的阈值;反之，当所述比例较高时，则选择相对低些的阈值。当过热比在这两个阈值之间而调节棒位于无需使功率减少的位置时，就避免了核功率及送往外部负载的功率的减少。更准确地说，调节棒位于这样的位置，即使发生上面所说的那种事先虑及的偶然事件，只要在所说的调节范围内适当地移动其位置就可完全避免任何按所述的危险方式接近所述过热的危险。

按照本发明，最好在一辅助控制装置内自动地确定低警戒阈值。一个电路从这里接收由调节棒提出比所构成的数据，并向电站运行人员提供预先确定的低警戒阈值，并降低所述比例的作用。

本发明还提供了所说的装置。

在上述限定的范围内，通过下述并非限定的实施例并参照附图，更为详细地描述了本发明的一个特定的执行程序。