第七讲-压水堆核电厂的停堆.ppt

1、第七章压水堆核电厂的停堆,核科学与工程学院 2009年5月,一、停堆方式,反应堆的停堆指反应堆从功率运行水平降低到中子源水平。主要有两种方式： 1、正常停堆,热停堆 暂时性的停堆。 冷却剂系统保持热态零功率负荷时的运行温度和压力，二回路系统处于热备用状态，随时可以带负荷运行。 所有调节棒必须完全插入，停堆棒可以插入和抽出，硼浓度为最小停堆深度硼浓度，反应堆处于次临界(93.3时, 运行限制条件:停堆深度必须大于等于1300pcm; 如果停堆深度小于1300pcm,则应立即启动并连续用 7000ppm的高浓度硼水,以11.2t/h的速率硼化,一直 到满足要求为止; *在平均温度TAV93.3时,

2、 运行限制条件:停堆深度必须大于等于1000pcm; 如果停堆深度小于1000pcm,则应立即启动并连续用 7000ppm的高浓度硼水,以11.2t/h的速率硼化,一直 到满足要求为止;,停堆深度与反应堆的运行时间和运行工况有关,为保证 安全,应当有足够的停堆深度： (1)反应堆在任何运行工况下达到次临界; (2)可将假想事故工况下引入反应性瞬变控制在允许 的限制内; (3)在停堆时反应堆保持足够的次临界度,以防止反应 堆在已停堆情况下意外地达到临界。,对停堆深度的要求在整个寿期内随燃耗、硼浓度、冷却 剂平均温度的变化而变化。但最受限制的情况是： 在堆芯寿期末，冷却剂平均温度为无负荷运行温度下

3、， 发生主蒸汽管道破裂事故造成不可控的冷却剂系统的冷 却。 在该事故中，要求有一定的初始最小停堆深度来控制反 应堆瞬变。因此对停堆深度的要求是建立在此限制条件基础 上的。,如何确定停堆深度？,参考反应性数据,零反应性参考点： 为精确确定停堆时的反应性，需要建立一种反应 性已知的参考状态。通常，选取停堆时刻的状态作为参 考状态，即零反应性参考点; ARO、HZP状态点: 控制棒微积分价值、硼微积分价值试验状态点； 参考反应性数据： 停堆时刻控制棒插入堆芯部分的价值和功率亏损。 参考反应性： 零反应性参考点与ARO、HZP状态点反应性之差。,例题：反应堆处在50%FP下稳定运行，临界棒位为控制棒D

4、 组150步，临界硼浓度CB=900ppm。在情况下停堆， 试说明参考反应性数据与反应性参考点之间的关系， 并给出参考反应性数据。,HZP、ARO反应性参考点,D组在150时的反应性75pcm,反应堆功率50%时的功率亏损 780pcm,参考反应性数据,参考反应性 -855pcm,Keff=1.0 反应性为0,停堆深度的考虑 为保证停堆深度满足技术规范书中运行限制条件，需定 期或在任何引入正反应性前确定停堆深度。 通常利用参考反应性数据计算与零反应性参考点的差值 来确定停堆深度，需要考虑停堆棒、调节棒、氙、硼和温度 变化引起的反应性。但不考虑钐的负反应性，因此得到的停 堆深度偏于保守。,（1）

5、氙 停堆后氙的变化可能引入正反应性，也可能引入负反应性，这取决于停堆时间。 在停堆后24小时内，氙浓度增加将使停堆深度增加，而24小时后，氙浓度减小将使停堆深度减少,此时为满足最小停堆深度的要求，需要向堆芯增加负反应性。 （2）控制棒 热停堆时调节棒将全部插入堆芯。 而停堆棒要么全插要么全提。当冷却剂系统硼化充分时，足以保证最小停堆深度，停堆棒可以全插；而其他任何时候（引入正反应性时）停堆棒必须全提。,（3）冷却剂温度 停堆后，冷却剂温度下降引入正反应性，并且引入的反应性为温度和硼浓度的函数。 因此在计算降温时引入的正反应性时，慢化剂温度系数可选取温度为变化前后的平均温度，硼浓度选取当前硼浓度

6、值下的慢化剂温度系数。 （4）硼浓度 如确定停堆深度时的硼浓度与参考反应性数据里的硼浓度数据相同，则不引起反应性的变化；若不相同，则引入反应性的变化。,（5）停堆反应性 停堆反应性是以ARO、HZP状态点作为参考点，停堆后某时 刻氙、控制棒、温度和硼变化引起的反应性总量。 （）停堆深度 停堆反应性与参考反应性的差值。 停堆深度必须满足技术规范中运行限值条件，否则应当采 取措施来满足要求。,停堆深度的计算 例1、反应堆处在50%FP稳定运行（平衡氙中毒），控制棒临界棒位为控制棒D组150步，临界硼浓度为900pcm。在该情况下，反应堆停堆，停堆后硼浓度没有改变。试作反应性平衡图，并说明参考反应性

7、、停堆反应性与实际停堆深度之间的关系。（假如不考虑氙浓度的变化）,HZP、ARO反应性参考点,D组在150时的 反应性75pcm,反应堆功率50% 时的功率亏损780pcm,参考反应性数据,参考反应性 -855pcm,Keff=1.0 反应性为0,调节棒,-2788pcm,+200pcm,-2588pcm,停堆棒,-4130pcm,实际停堆深度 -5863pcm,实际停堆深度=停堆反应性-参考反应性,停堆反应性 -6798pcm,例2、反应堆处在50%FP稳定运行（平衡氙中毒），控制棒临界棒位为控制棒D组150步，临界硼浓度为1000ppm。在该情况下，反应堆停堆，停堆后2天，硼浓度增加至12

8、00ppm。试作反应性平衡图，并计算反应堆停堆深度。 (假定硼的微分价值为-10.4pcm/ppm; 该过程中氙变化引起的反应性为2000pcm；）,HZP、ARO反应性参考点,D组在150时的 反应性75pcm,反应堆功率50% 时的功率亏损780pcm,参考反应性数据,参考反应性 -855pcm,Keff=1.0 反应性为0,调节棒,-2788pcm,+200pcm,-2588pcm,停堆棒,-4130pcm,实际停堆深度 -5943pcm,硼 -2080pcm,氙 2000pcm,停堆反应性 -6798pcm,3.4 停堆过程中的异常现象,卡棒现象 卡棒现象是指在事故停堆时，控制棒卡住不能掉落堆芯。 在这种情况下，应该按照异常运行规程的要求，立即应急 加硼。这种加硼方式不经混合器正常途径而直接送至上充泵 入口，因此无法计量硼的绝对加入量，但总是向堆内添加负 反应性，能够保证停堆深度满足技术规范的要求。,欠补偿现象 核仪表系统中间量程采用补偿型硼电离室来监测堆的功率 水平。其工作原理：,Ir,Ir+In,高压电极,高压电极,集电极,In,对补偿硼电离室，如果补偿性能不好，可能存在两种情况： （1）欠补偿 对 补偿不够，最后得到的信号中