压水堆核电厂的停堆.ppt
第七章压水堆核电厂的停堆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平。主要有两种方式：。主要有两种方式：1 1、正常停堆、正常停堆l 热停堆热停堆 暂时性的停堆。暂时性的停堆。冷却剂系统保持热态零功率负荷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。时可以带负荷运行。所有所有调节棒必须完全插入调节棒必须完全插入，停堆棒可以插入和抽出，停堆棒可以插入和抽出，硼浓度为最小停堆深度硼浓度，反应堆处于次临界硼浓度为最小停堆深度硼浓度，反应堆处于次临界(0.99)(93.393.3时时,运行限制条件运行限制条件:停堆深度必须大于等于停堆深度必须大于等于1300pcm;1300pcm;如果停堆深度小于如果停堆深度小于1300pcm,1300pcm,则应立即启动并连续用则应立即启动并连续用 7000ppm7000ppm的高浓度硼水的高浓度硼水,以以的速率硼化的速率硼化,一直一直 到满足要求为止到满足要求为止;*在平均温度在平均温度T TAVAV93.393.3时时,运行限制条件运行限制条件:停堆深度必须大于等于停堆深度必须大于等于1000pcm;1000pcm;如果停堆深度小于如果停堆深度小于1000pcm,1000pcm,则应立即启动并连续用则应立即启动并连续用 7000ppm7000ppm的高浓度硼水的高浓度硼水,以以的速率硼化的速率硼化,一直一直 到满足要求为止到满足要求为止;停堆深度与反应堆的运行时间和运行工况有关停堆深度与反应堆的运行时间和运行工况有关,为保证为保证安全安全,应当有足够的停堆深度：应当有足够的停堆深度：(1)(1)反应堆在任何运行工况下达到次临界反应堆在任何运行工况下达到次临界;(2)(2)可将假想事故工况下引入反应性瞬变控制在允许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的限制内;(3)(3)在停堆时反应堆保持足够的次临界度在停堆时反应堆保持足够的次临界度,以防止反应以防止反应堆在已停堆情况下意外地达到临界。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：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，在堆芯寿期末，冷却剂平均温度为无负荷运行温度下，发生主蒸汽管道破裂事故造成不可控的冷却剂系统的冷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。却。在该事故中，要求有一定的初始最小停堆深度来控制反在该事故中，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。上的。如何确定停堆深度？如何确定停堆深度？l参考反应性数据参考反应性数据零反应性参考点：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。性已知的参考状态。通常，选取停堆时刻的状态作为参通常，选取停堆时刻的状态作为参考状态，即零反应性参考点考状态，即零反应性参考点;AROARO、HZPHZP状态点状态点:控制棒微积分价值、硼微积分价值试验状态点；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：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。参考反应性参考反应性：零反应性参考点与零反应性参考点与AROARO、HZPHZP状态点反应性之差。状态点反应性之差。例题：反应堆处在例题：反应堆处在50%FP50%FP下稳定运行，临界棒位为控制棒下稳定运行，临界棒位为控制棒D D 组组150150步，临界硼浓度步，临界硼浓度CB=900ppmCB=900ppm。在情况下停堆，。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，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。并给出参考反应性数据。HZP、ARO反应性参考点反应性参考点D组在组在150时的反应性时的反应性75pcm反应堆功率反应堆功率50%时的功率亏损时的功率亏损780pcm参考反应性数据参考反应性数据参考反应性参考反应性-855pcm反应性为反应性为0l停堆深度的考虑停堆深度的考虑 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。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。堆深度偏于保守。（1 1）氙氙 停堆后氙的变化可能引入正反应性，也可能引入负反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。应性，这取决于停堆时间。在停堆后在停堆后2424小时内，氙浓度增加将使停堆深度增加，而小时内，氙浓度增加将使停堆深度增加，而2424小时后，氙浓度减小将使停堆深度减少小时后，氙浓度减小将使停堆深度减少,此时为满足最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。小停堆深度的要求，需要向堆芯增加负反应性。（2 2）控制棒控制棒 热停堆时调节棒将全部插入堆芯。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。而停堆棒要么全插要么全提。当冷却剂系统硼化充分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。何时候（引入正反应性时）停堆棒必须全提。（3 3）冷却剂温度冷却剂温度 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。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值下的慢化剂温度系数。浓度值下的慢化剂温度系数。（4 4）硼浓度）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。入反应性的变化。（5）停堆反应性停堆反应性 停堆反应性停堆反应性是以是以AROARO、HZPHZP状态点作为参考点，停堆后某时状态点作为参考点，停堆后某时刻刻氙、控制棒、温度和硼变化引起的反应性总量。氙、控制棒、温度和硼变化引起的反应性总量。（）（）停堆深度停堆深度停堆反应性与参考反应性的差值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。取措施来满足要求。l停堆深度的计算停堆深度的计算 例例1、反应堆处在、反应堆处在50%FP稳定运行（平衡氙中毒），控制稳定运行（平衡氙中毒），控制棒临界棒位为控制棒棒临界棒位为控制棒D组组150步，临界硼浓度为步，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、停堆反应性与实际停反应性平衡图，并说明参考反应性、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）堆深度之间的关系。（假如不考虑氙浓度的变化）HZP、ARO反应性参考点反应性参考点D组在组在150时的时的反应性反应性75pcm反应堆功率反应堆功率50%时的功率亏损时的功率亏损780pcm参考反应性数据参考反应性数据参考反应性参考反应性-855pcm反应性为反应性为0调节棒调节棒-2788pcm+200pcm-2588pcm停堆棒停堆棒-4130pcm实际停堆深度实际停堆深度-5863pcm实际停堆深度实际停堆深度=停堆反应性停堆反应性-参考反应性参考反应性停堆反应性停堆反应性-6798pcm例例2、反应堆处在、反应堆处在50%FP稳定运行（平衡氙中毒），控制棒稳定运行（平衡氙中毒），控制棒临界棒位为控制棒临界棒位为控制棒D组组150步，临界硼浓度为步，临界硼浓度为1000ppm。在该情况下，反应堆停堆，停堆后在该情况下，反应堆停堆，停堆后2天，硼浓度增加至天，硼浓度增加至1200ppm。试作反应性平衡图，并计算反应堆停堆深度。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该过程中氙变化引起的反应性为2000pcm；）；）HZP、ARO反应性参考点反应性参考点D组在组在150时的时的反应性反应性75pcm反应堆功率反应堆功率50%时的功率亏损时的功率亏损780pcm参考反应性数据参考反应性数据参考反应性参考反应性-855pcm反应性为反应性为0调节棒调节棒-2788pcm+200pcm-2588pcm停堆棒停堆棒-4130pcm实际停堆深度实际停堆深度-5943pcm硼硼-2080pcm氙氙2000pcm停堆反应性停堆反应性-6798pcm3.4 停堆过程中的异常现象停堆过程中的异常现象l 卡棒现象卡棒现象 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，在这种情况下，应该按照异常运行规程的要求，立即应急立即应急加硼加硼。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。反应性，能够保证停堆深度满足技术规范的要求。l欠补偿现象欠补偿现象 核仪表系统中间量程采用核仪表系统中间量程采用补偿型硼电离室补偿型硼电离室来监测堆的功率来监测堆的功率水平。其工作原理：水平。其工作原理：IrIr+In高压电极高压电极高压电极高压电极集电极集电极In对补偿硼电离室，如果补偿性能不好，可能存在两种情况：对补偿硼电离室，如果补偿性能不好，可能存在两种情况：（1）欠补偿欠补偿 对对 补偿不够，最后得到的信号中除去中子外还存在补偿不够，最后得到的信号中除去中子外还存在 的作用，这对停堆过程具较大影响。因为停堆后中子通的作用，这对停堆过程具较大影响。因为停堆后中子通量密度迅速下降，但量密度迅速下降，但通量还比较大，通量还比较大，因此总电流信号中因此总电流信号中所占的比重将增加，中间量程功率表的指示降不到所占的比重将增加，中间量程功率表的指示降不到10-10A以以下，从而导致源量程仪表不能投入工作。下，从而导致源量程仪表不能投入工作。（2）过补偿）过补偿 对对 补偿过头。对安全运行不存在较重要的影响。补偿过头。对安全运行不存在较重要的影响。
