控制棒綜合試驗方法
2023-07-27 16:52:41
專利名稱:控制棒綜合試驗方法
技術領域：
本發明是一種反應堆控制棒試驗方法，具體涉及優化反應堆控制棒綜合試驗安排，減少試驗佔用核電站大修主線時間的控制棒綜合試驗方法。
背景技術：
田灣核電站控制棒系統主要用於實現反應堆的應急保護、加速預保護、一類預保護、二類預保護等保護功能以及正常運行時功率調節功能。控制棒系統通過對121束控制棒的位置監視以及在手動成組、自動、半自動、單棒等模式下的控制功能實現上述功能。控制棒系統的各項功能在機組運行期間必須工作穩定、控制可靠。控制棒系統的故障有可能導致機組降功率甚至停堆。
控制棒綜合試驗是對於安裝在反應堆上部組件上的控制棒驅動機構以及其上層控制系統(包括停堆保護執行系統和成組和單個控制系統)的綜合測試。是機組大修後首次臨界的先決條件之一。該試驗需要對控制棒進行提升和下插操作，俄羅斯法規《核動力反應堆裝置核安全規定》中規定必須採取技術措施排除同時由兩個或兩個以上的反應性控制裝置引入正反應性的可能性，由於一迴路冷卻劑溫度達到某一溫度限值(取決於一迴路硼酸濃度)前，冷卻劑溫度係數為正，即加熱過程會引入正反應性，而成組提升控制棒也會引入正反應性，因此田灣核電站在控制棒綜合試驗中禁止在一迴路加熱期間提升控制棒。
田灣核電站總共設計有121束控制棒，目前使用了 103束，共分為10組，每組控制棒數量6-18束不等，其中1-7組屬於停堆棒組，8-10組屬於調節棒組。控制棒綜合試驗主要包括了 3部分控制棒單棒試驗(需27小時)，控制棒成組試驗(需24小時)，控制棒掉棒試驗(需3小時)。
控制棒單棒試驗時,操縱員需要單獨提升每束控制棒，檢查控制棒單棒控制模式功能，檢查控制棒處於下部限位(控制棒處於5步位置)時機櫃斷電後自動掉落到下部機械支撐位並觸發掉棒信號，檢查控制棒在單棒模式下的提升和下插功能，檢查控制棒在上部和下部限位的自動停止功能，檢查單束控制棒在上限位(控制棒處於181步位置)自由下落功能，檢查控制棒掉落時單控模式自動取消功能，檢查單棒掉落時，阻塞掉棒信號後的提升功能，檢查單棒模式下最多可以同時選擇控制棒6束控制棒的功能,檢查控制棒在機櫃處就地控制功能。103束控制棒需要全部進行以上試驗。
控制棒成組試驗時,操縱員轉動操作旋鈕進入手動成組模式,檢查手動成組模式下的成組選擇功能，檢查選定棒組的提升下插功能，檢查控制棒組的成組位置指示功能， 檢查手動成組模式下的單棒模式的選擇和取消功能，檢查手動成組和單棒控制的優先級功能，檢查在手動成組和就地控制模式下的提升和下插的優先級功能，檢查二類預保護(該信號應該導致控制棒無法提升)下，手動成組無法提升的功能，檢查一類預保護(該信號應該導致控制棒成組下插)優先於手動成組提升的功能。操縱員操作旋鈕進入半自動模式， 半自動成組提升時，檢查在小於N組的控制棒沒有中上限(與上限為信號相同)位信號時N組控制棒並不上升，半自動下插時，檢查在大於N組的控制棒沒有中下限位信號時N組並不下插，檢查控制棒的自動疊步功能，檢查單控模式優先於半自動模式。檢查一類預保護優先於半自動模式，檢查一類預保護下控制棒的自動疊步下插，檢查加速預保護時第六組後6 束棒掉落；操縱員旋動旋鈕進入全自動模式(APC模式，該模式僅作用於8、9、10三組)，檢查8、9、10組自動被連接並被選擇為工作組，檢查APC命令的提升和下插，檢查全自動模式和和單控、手動成組的優先級，檢查保護信號下的全自動模式自動取消功能。
控制棒掉棒試驗時，需要用手動方式單獨對一組提升到反應堆頂部，其它棒組處於下限位，然後執行緊急保護命令，測量處於堆頂的棒組的掉落時間。
由於試驗限制條件的要求，田灣核電站大修計劃安排在一迴路加熱期間安排了控制棒系統的單棒試驗，大修主線是一迴路加熱，一迴路加熱完成後，進行控制棒成組試驗和掉棒試驗。由於控制棒綜合試驗的成組試驗和落棒試驗安排在加熱完成後的一迴路熱態時進行，在田灣核電站一號和二號機組首次大修中這部分試驗佔用電站的大修主線時間達到 27小時，這種試驗方法造成試驗佔用大修主線時間過長，降低了機組負荷因子，影響了機組的經濟效益。
發明內容
本發明的目的在於提供一種實現控制棒綜合試驗不再佔用大修主線時間、縮短電站大修工期的控制棒綜合試驗方法。
本發明的技術方案如下控制棒綜合試驗方法，它包括如下步驟，
I) 一迴路冷態時滿足試驗先決條件下，在一迴路打壓試驗前，進行控制棒綜合試驗的單棒部分試驗，主要對控制棒單束棒的棒位顯示、選擇、提升、下插、掉落、與保護信號的聯鎖等控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間單棒控制功能的完整性；
2) 一迴路打壓試驗完成後，至熱態的加熱過程開始控制棒成組試驗，主要對手動成組、半自動、全自動模式下的成組的控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間控制棒成組控制功能的完整性；進行這部分試驗期間，須通過堆外核測系統監視屏監視反應堆周期變化， 當反應堆周期小於60秒時，應立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核測系統顯示周期大於999秒後，由當班值長決定是否繼續試驗；在進行成組控制棒提升時，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成組提升控制棒時，最多允許將一組控制棒提升到上限位，而另一組控制棒提升到不超過74%堆芯高度，嚴格禁止同時將兩組及以上控制棒提升到上限位；
3)四臺主泵全部啟動後，開始進行控制棒掉棒試驗，主要驗證在出現保護信號後控制棒能夠正常掉落。
本發明的顯著效果在於按照本發明所提供的的試驗方法，在一迴路冷態和加熱期間依次完成了控制棒單棒試驗、控制棒成組試驗、控制棒掉棒試驗。試驗期間儀控系統記錄的反應性數據完全在安全範圍以內，控制棒綜合試驗不再佔用大修主線時間，與原試驗方法相比，控制棒綜合試驗節省了大修主線達27小時，在田灣核電站年創造經濟效益達 2400萬元。
具體實施方式
[0016]下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述
控制棒系統的綜合試驗可以如下安排在一迴路冷態和加熱期間依次開展控制棒單棒試驗、控制棒成組試驗、控制棒掉棒試驗。在此方案下，大修主線時間是一迴路加熱，控制棒綜合試驗不再佔用大修主線。
控制棒綜合試驗必須滿足如下先決條件
機組已完成換料，一迴路已經密封；一迴路溫度25 °C 280°C ; —迴路壓力 O. 49MPa 15. 7MPa ;一迴路硼濃度不低於16g/L ;主循環泵O 4臺運行，其中在測量控制棒落棒時間需要4臺主循環泵全部投入運行；所有控制棒驅動機構全部安裝到上部組件； 所有動力和儀控自帶電纜全部連接到控制棒驅動機構和反應堆豎井水泥牆上；控制棒驅動機構循環冷卻系統投入運行；堆外核測和安全儀控系統系統4個通道全部投入運行；主控室後備盤上無任何反應堆保護系統和反應堆限制系統報警信號；控制棒系統保護-預保護部分綜合試驗已完成，所有機櫃投入運行。控制棒系統供電部分綜合試驗已完成，所有機櫃投入運行。
本發明的具體操作步驟如下
I) 一迴路冷態時滿足試驗先決條件下，在一迴路打壓試驗前，進行控制棒綜合試驗的單棒部分試驗，主要對控制棒單束棒的棒位顯示、選擇、提升、下插、掉落、與保護信號的聯鎖等控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間單棒控制功能的完整性；
2) 一迴路打壓試驗(17. 6Mpa，120°C )完成後，至熱態的加熱過程開始控制棒成組試驗，主要對手動成組、半自動、全自動模式下的成組的控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間控制棒成組控制功能的完整性；進行這部分試驗期間，須通過堆外核測系統監視屏監視反應堆周期變化，當反應堆周期小於60秒時，應立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核測系統顯示周期大於999秒後，由當班值長決定是否繼續試驗；在進行成組控制棒提升時，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成組提升控制棒時，最多允許將一組控制棒提升到上限位，而另一組控制棒提升到不超過74%堆芯高度，嚴格禁止同時將兩組及以上控制棒提升到上限位；
3)四臺主泵全部啟動後，即一迴路處於全流量狀態時，開始進行控制棒掉棒試驗， 主要驗證在出現保護信號後控制棒能夠正常掉落。
本發明的使用必須有嚴格的依據，為了保證核安全，控制棒綜合試驗原限制條件是在一迴路加熱期間禁止成組提升控制棒，目的是防止反應堆反應性失控。反應堆堆芯反應性與堆芯燃耗、反應堆功率、冷卻劑溫度、硼酸濃度、控制棒位置等參數有關。反應堆在達到臨界狀態前，在冷態、加熱和熱態下，堆芯燃耗和功率都是不變化的，因此，反應性僅與冷卻劑溫度、堆芯硼酸濃度和控制棒位置相關，因此可計算出反應堆的反應性。經計算，在反應堆一迴路加熱過程中，即使價值最大的兩組控制棒一組提到堆芯頂部，另一組提到60% 堆芯高度，反應性最大值仍然小於-16%，滿足技術規格書在加熱過程中反應性小於-2% 的要求；即使考慮最極限情況，所有十組控制棒均提出堆芯，在加熱過程中，依靠硼效應，反應堆反應性最大值-7. 93%，依然滿足技術規格書的要求。根據此計算結果，在一迴路加熱期間進行控制棒綜合試驗的成組提升和落棒操作是安全、可行的。
權利要求
1 控制棒綜合試驗方法，其特徵在幹它包括如下步驟， 1)一迴路冷態時滿足試驗先決條件下，在一迴路打壓試驗前，進行控制棒綜合試驗的單棒部分試驗，主要對控制棒單束棒的棒位顯示、選擇、提升、下插、掉落、與保護信號的聯鎖等控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間單棒控制功能的完整性； 2)一迴路打壓試驗完成後，至熱態的加熱過程開始控制棒成組試驗，主要對手動成組、半自動、全自動模式下的成組的控制邏輯進行驗證，保證機組運行期間控制棒成組控制功能的完整性；進行這部分試驗期間，須通過堆外核測系統監視屏監視反應堆周期變化，當反應堆周期小於60秒吋，應立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核測系統顯示周期大於999秒後，由當班值長決定是否繼續試驗；在進行成組控制棒提升時，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成組提升控制棒時，最多允許將ー組控制棒提升到上限位，而另ー組控制棒提升到不超過74%堆芯高度，嚴格禁止同時將兩組及以上控制棒提升到上限位； 3)四臺主泵全部啟動後，開始進行控制棒掉棒試驗，主要驗證在出現保護信號後控制棒能夠正常掉落。
專利摘要
本發明是一種反應堆控制棒試驗方法，具體涉及優化反應堆控制棒綜合試驗安排，減少試驗佔用核電站大修主線時間的控制棒綜合試驗方法。在一迴路冷態和加熱期間依次開展控制棒單棒試驗、控制棒成組試驗、控制棒掉棒試驗。按照本發明所提供的試驗方法，在一迴路冷態和加熱期間依次完成了控制棒單棒試驗、控制棒成組試驗、控制棒掉棒試驗。試驗期間儀控系統記錄的反應性數據完全在安全範圍以內，控制棒綜合試驗不再佔用大修主線時間。
文檔編號G21C7/12GKCN102693763SQ201110067628
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月21日
發明者宋雨, 徐霞軍, 李偉, 羅慧, 苑偉宇, 袁屹昆 申請人:江蘇核電有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan