[堆芯,三代,核電機(jī)組]某型“三代”核電機(jī)組與M310機(jī)組堆芯測量系統(tǒng)

1、某型“三代”核電機(jī)組與H310機(jī)組堆芯測量系統(tǒng)摘要文章從總體上介紹了 “二代+”商用核電站M310機(jī)組及某型“三代”核電機(jī)組堆 芯測量系統(tǒng)。描述了堆芯測量系統(tǒng)的中子通量測量、溫度測量、水位測量三大主要功能，介 紹了系統(tǒng)內(nèi)主設(shè)備的原理及性能參數(shù)。從堆型特點、系統(tǒng)布置、功能、主設(shè)備等方面對兩種 堆型進(jìn)行了對比。簡單介紹了裂變室中子探測器和自給能中子探測器的原理。關(guān)鍵詞堆芯測量“三代”核電機(jī)組SPND探測器中子通量Analysis of In-core Neutron-temperature Measurement Systembetween M310 and One Advanced NPPXIA

2、O Bo, HUANG Xianxuan, LEI Long(Fujian Fuqing Nuclear Power Company Fuqing Fujian 350318)Abstract Describe the function and equipments of the In-core neutrontemperaturemeasurement system used in different reactor type such as M310 and one advanced NPP. Tellthe main functions of RII (RIC) system neutr

3、on flux measure, coolant temperature measuretcoolant level of primary loop measure and analyze the main equipment which is used forin-core neutron flux measurement in NPP, like U-fission chamber and self-powered neutrondetector Key words In-core neutron-temperature measurement system; advanced NPP ;

4、 SPNDdetector; Neutron flux1堆芯測量系統(tǒng)的功能及組成堆芯測疑系統(tǒng)是反應(yīng)堆重要核測系統(tǒng)之一，擔(dān)負(fù)著反應(yīng)堆在啟堆至計劃停堆整個換料周 期內(nèi)的堆芯中子注量率、堆芯溫度及反應(yīng)堆水位的監(jiān)測，通過監(jiān)測以達(dá)到：驗證堆芯裝料的 正確性、繪制堆芯中子注量圖、燃耗的驗證、監(jiān)視堆芯溫度、計算堆芯過冷裕度等作用。M310堆型的堆芯測量系統(tǒng)從軟硬件及功能上可以分為兩部分，苴一為中子通量及水位測 量部分，另一個為堆芯溫度測量部分。中子通疑測量通路由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、組選擇器、路選擇器、電動閥、球閥、密封組件、手動 隔離閥、導(dǎo)向管、指套管和相應(yīng)的電纜、處理機(jī)柜組成。通過選擇器的切換，可形成50個測 量通

5、路C導(dǎo)向管焊接在壓力容器底部，為指套管進(jìn)入堆芯提供導(dǎo)向和支撐。指套管由密封組 件處伸入堆芯，貫穿整個燃料組件活性區(qū)，為中子注屋率探測器提供導(dǎo)向和支撐。水位測量 部分，僅為測量變送器預(yù)留引壓口，位置如圖1所示。溫度測疑部分由40個熱電偶及相應(yīng)的延長線、 監(jiān)測處理機(jī)柜構(gòu)成。38個熱電偶位于堆 芯上柵格板，2個位于上封頭，設(shè)備分為A、B兩列，相互隔離。某型“三代”核電機(jī)組（以下簡稱“三代”）堆芯測量系統(tǒng)的功能與前者基本相同，除中 子通量及溫度測量外，還承擔(dān)水位監(jiān)測功能。從結(jié)構(gòu)組成及布置上講，“三代”核電機(jī)組堆芯測量系統(tǒng)與前者差距較大，集成度更高。 功能的實現(xiàn)依靠兩列共48根探測器組件及相應(yīng)的電纜、處

6、理機(jī)柜來實現(xiàn)。在探測器組件中， 有44根僅集成了熱點偶和中子探測器，另外4集成了水位探測器。在反應(yīng)堆運行期間，在線 對上述三種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。2結(jié)構(gòu)布宜及功能實現(xiàn)2. 1 M310機(jī)組堆芯中子通量及溫度測量M310機(jī)組采用移動式通量測量結(jié)構(gòu)，壓力容器底部開口，探測器從堆底進(jìn)入堆芯進(jìn)行測 量。即在需要測量時，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)將探測器從堆底經(jīng)過機(jī)械密封結(jié)構(gòu)推入堆芯，完成測量 后將探測器抽出，送入保存通道。在繪制中子注疑率圖時，通過控制柜RIC001AR的指令，驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動探測器（涂鈾微裂 變電離室）從存儲通道抽出至組選擇器入口，再通過組選擇器、路選擇器、電動閥、球閥、 進(jìn)入指泄測疑通道（50個通道中的一

7、個）的指套管，在指套管的導(dǎo)向下進(jìn)入堆芯對應(yīng)區(qū)域的 設(shè)圧點B ,然后反向抽岀，再抽岀的過程中探測器工作，通過驅(qū)動電纜將所測中子通量信號 送岀。如圖1所示。圖1中子通疑測屋示意圖水位測疑的主體不任RIC系統(tǒng),僅由RIC系統(tǒng)向水位測量壓力變送器提供引壓接口。位 置如圖1所示。圖2選擇器間連接關(guān)系芯溫度的測量通過40支伸入壓力容器電偶來實現(xiàn)。40支熱電偶分為A、B兩列，每列20支，苴中19支位于堆芯上柵格板上，列一支在堆芯上封頭。熱電偶通過熱電偶導(dǎo)管進(jìn)入堆內(nèi) 構(gòu)件指泄位置。熱電偶導(dǎo)管10支熱電偶管匯入一根熱電偶柱，熱電偶柱經(jīng)過與陰法蘭的密封 結(jié)構(gòu)，穿出壓力容器頂蓋，為導(dǎo)管提供支持，并完成一回路壓力邊界

8、的密封。2.2“三代”核電機(jī)組堆芯中子通量及溫度測量“三代”核電機(jī)組采用固左式堆芯測量布宜，與俄羅斯WER技術(shù)、美國AP1000技術(shù)類 似，與歐洲三代技術(shù)EPR1 750的固泄式部分相似(EPR采用固定式和鼓球式相結(jié)合的測疑方 法)。反應(yīng)堆堆底不再開孔，所有需伸入堆芯的儀表僅通過壓力容器頂蓋上的開孔來實現(xiàn)，從 而提髙了壓力容器的完整性，提髙整體安全性。如前所述，整個系統(tǒng)由多個探測器組件、多個中子通量處理機(jī)柜、中子通量控制柜、多 個堆芯溫度處理機(jī)柜及相應(yīng)的電纜、SU.記錄儀及相應(yīng)的BUP儀表組成?；臼疽鈭D如圖3所示。探測器組件中有部分為通量及溫度探測組件，部分為水位探測器組件。水位探測器還集

9、成了反應(yīng)堆上封頭溫度測量的功能。每根溫度探測器內(nèi)有7個自給能探測器(SPND)和一個K型熱電偶。 通過置于堆內(nèi)的SPND和熱電偶、相應(yīng)的電纜、信號處理柜及控制柜實現(xiàn)對堆芯中子通量分布的實時監(jiān)測及三維通 量圖的繪制。水位探測器組件上裝有水位探測器，分為AB兩列苣于堆內(nèi)。水位探測器集成了溫度探 測的功能，提供上封頭溫度信息。水位探測器采用熱傳導(dǎo)式水位探測器(熱電偶+加熱器)。 利用水汽傳熱性能的顯著差異，通過比較加熱熱電偶與未加熱熱電偶測量的溫差判定測點是 否被冷卻劑淹沒。圖3某型“三代”核電機(jī)組堆芯測雖:基本原理圖3主要設(shè)備及參數(shù)3.1中子通量探測器+ + + 2. 43 +“三代”核電機(jī)組中子

10、通量探測器使用鏈自給能探測器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，由收集級、 鏈幺幺、絕緣、電纜、補(bǔ)償導(dǎo)線、信號線、端頭、密封部件組成。圖4鏈自給能探測器示意圖其工作原理如下：鏈絲中與中子分別通過兩種方式發(fā)生輻射俘獲(，)反應(yīng)，分別生成和， 發(fā)生衰變和衰變，生成穩(wěn)泄核素，發(fā)生衰變，生成穩(wěn)左核素，衰變產(chǎn)生的粒子穿過絕緣層被 收集級收集，產(chǎn)生信號電流，衰變產(chǎn)生的電流是探測器電流的主要成分。+ - + + (7. 7%)+ - - + (92. 3%)3.2溫度探測器4結(jié)論描述了M310機(jī)組及某型“三代”核電機(jī)組堆芯測量系統(tǒng)中子通量、堆芯冷卻劑溫度、堆 芯水位測量的方法，實現(xiàn)相關(guān)功能的設(shè)備工作原理，特性參數(shù)。對比發(fā)現(xiàn)，兩種堆型的堆型 測雖:系統(tǒng)無論從功能實現(xiàn)、系統(tǒng)布置還是主要設(shè)備都存在著較大差異，機(jī)組建成后的運行、 維護(hù)工作差異大，相關(guān)人員須提前培養(yǎng)準(zhǔn)備。參考文獻(xiàn)1 SPECIFICATION OF TH