GB/T 41591-2022 压水堆核电厂反应堆首次临界试验（正式版）

ICS27.120.20国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T41591—2022 Ⅲ 1 1 14试验目的 2 2 26.1方法概述 26.2首次临界 2 36.4确定零功率物理试验中子注量率范围 3 4 4 4 4ⅢGB/T41591—2022本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国核能标准化技术委员会(SAC/TC58)提出并归口。1GB/T41591—2022压水堆核电厂反应堆首次临界试验1范围本文件适用于新建压水堆核电厂在调试阶段进行的反应堆首次临界试验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。NB/T20145核电厂调试试验程序和报告编写规范3术语和定义3.13.23.33.43.5倒计数率inversecountrateratio;ICRR当前中子计数率与基准计数率比值的倒数。按公式(1)计算。ICRR=C,/C 表征链式核裂变反应介质或系统偏离临界程度的参数。倍增周期doubleperiod反应堆内中子注量率按指数规律改变1倍所需的时间。表征反应堆内中子注量率变化率的物理量。注：启动率以DPM(DecadesPerMinute)为单位，1DPM表示中子注量率按指数规律每分钟增长10倍。反应堆达到临界状态前预估的主冷却剂硼浓度的一个区间。注：考虑到计算误差、测量误差以及不确定性等因素，在启动区间反应堆随时可能进入临界状态。2GB/T41591—20224试验目的反应堆首次临界试验的目的主要包括：a)将核电厂反应堆第一次引入临界状态；b)检验堆外核仪表系统各量程通道的线性和重叠；c)确定零功率物理试验的中子注量率范围；d)校验反应性仪。5试验初始条件5.3反应堆控制棒系统可用。5.6主回路硼表(如有)和核取样系统可用。5.7除盐水量满足试验需求。6试验方法反应堆首次临界试验第一次把反应堆从次临界状态引入到临界状态。压水堆通过提升控制棒和稀反应堆临界后，用控制棒引入适量正反应性提升中子注量率。观察到核加热现象(多普勒效应)后，停止中子注量率增长。记录初始出现核加热现象6.2首次临界6.2.1.3确定稀释过程的基准计数率。6.2.1.5根据ICRR的减小情况逐步降低稀释流量。当ICRR约为0.1时，停止稀释，等待主回路硼浓度均匀(稳压器与主回路硼浓度偏差宜不大于20pg/g)。3GB/T41591—20226.2.1.6如果在主回路硼浓度均匀过程中反应堆临界，则通过控制棒稳定中子注量率。6.2.1.7如果主回路硼浓度充分均匀后，反应堆仍未临界，逐步提升停留在堆芯内的控制棒，每次提棒6.2.1.8如果停留在堆芯内的控制棒提升到堆顶后，反应堆仍未临界，则将这组控制棒插回到原来位置，然后向堆芯内注入适量的除盐水(注水引入的正反应性不超过步骤6.2.1.7提棒到堆顶引入的正反应性),等待主回路硼浓度进一步均匀。6.2.1.9重复步骤6.2.1.6～6.2.1.8,当中子注量率持续增长且出现300s～100s的稳定倍增周期时，表明反应堆已经临界。6.2.2.1确定基准计数率。依次将所有停堆棒分步提升至全提位置。提棒期间，通过源量程和中间量程监督中子注量率、倍增周期(或启动率),在测量数值稳定后计算倒计数率，进行临界外推。6.2.2.2重置基准计数率。以保守的稀释流量，将主回路硼浓度稀释至目标硼浓度(推荐值为理论临界6.2.2.3停止稀释，等待主回路硼浓度均匀后，重置基准计数率。依次将停堆棒以外的其他控制棒分步提升至试验目标棒位。提棒期间，通过源量程和中间量程监督中子注量率、倍增周期(或启动率),在测6.2.2.4重置基准计数率，估算临界所需稀释水量，以每小时引入反应性小于1×10-²的流量开始稀释。当倒计数率ICRR≤0.5或预估临界稀释水量已注入一半时，以每小时引入反应性小于5×10-³的流量继续稀释，并减小ICRR计算的时间间隔。当ICRR≤0.05时，可停止临界外推。6.2.2.5当中子注量率持续增长且出现稳定或持续减小的倍增周期，表明反应堆已经临界。为防止引入过量的正反应性，在倍增周期达到120s或反应性达到3.5×10-⁴时，停止稀释。6.2.3无外加中子源启动6.2.3.1无外加中子源的反应堆首次临界期间宜额外配置更高灵敏度的中子探测器。6.2.3.2依次将所有控制棒分步提升至试验目标棒位，持续监测堆外核仪表系统各量程指示的中子注量率和倍增周期(或启动率)。6.2.3.3以保守的流量稀释主回路硼浓度至启动区间上限(推荐值为理论临界硼浓度+175μg/g),停止稀释操作。稀释期间，持续监测堆外核仪表系统各量程指示的中子注量率、倍增周期(或启动率)和反应性。6.2.3.4等待主回路硼浓度均匀后，以每小时引入反应性小于5×10-³的流量继续稀释。稀释期间，持续监测堆外核仪表系统各量程指示的中子注量率、倍增周期(或启动率)和反应性。6.2.3.5当中子注量率持续增长且出现稳定或持续减小的倍增周期，表明反应堆已经临界。为防止引入过量的正反应性，在倍增周期达到120s或反应性达到3.5×10-⁴时，停止稀释。6.3检验堆外核仪表系统的线性和重叠6.3.1为验证源量程的线性和重叠，可将其停堆保护定值临时提高一个数量级。6.3.2提升中子注量率，记录堆外核仪表系统各测量通道信号，检验各测量通道的线性和重叠区间。6.3.3当源量程出现饱和或接近停堆保护定值时，闭锁源量程通道。6.4确定零功率物理试验中子注量率范围6.4.1记录开始出现核加热现象时的中子注量率水平，作为零功率物理试验范围的上限。4GB/T41591—20226.4.2零功率物理试验范围的下限至少比本底噪音信号高一个数量级。6.5校验反应性仪6.5.1通过控制棒调整中子注量率水平接近零功率物理试验范围的下限。6.5.2提升控制棒引入一个正反应性pF(反应性仪测量值，宜小于7.5×10-⁴)。6.5.3在中子注量率按指数上升的过程中，测量倍增周期。6.5.4根据点堆模型的倒时方程，计算倍增周期对应的反应性Pp。6.5.5比较pF和pp,验收准则见公式(2):7注意事项7.1在临界试验期间，倍增周期应不小于18s。7.2每次提升控制棒后停留足够时间，等待中子注量率稳定。7.3不应同时进行两种(及以上)引入正反应性的操作。7.4在提升控制棒或进行稀释操作时，应密切关注堆外核仪表系统各测量通道的信号。当发生异常增长时，应立即停止操作，查明原因。在判定事件确实7.5稀释过程中，如果发生停堆事件，应立即停止稀释，查明事件原因。如果造成停堆的原因确实不危及反应堆安全，硼浓度可以保持在停堆时