GB/T 41591-2022 壓水堆核電廠反應(yīng)堆首次臨界試驗(yàn)（正式版）

ICS27.120.20國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T41591—2022 Ⅲ 1 1 14試驗(yàn)?zāi)康?2 2 26.1方法概述 26.2首次臨界 2 36.4確定零功率物理試驗(yàn)中子注量率范圍 3 4 4 4 4ⅢGB/T41591—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由全國(guó)核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC58)提出并歸口。1GB/T41591—2022壓水堆核電廠反應(yīng)堆首次臨界試驗(yàn)1范圍本文件適用于新建壓水堆核電廠在調(diào)試階段進(jìn)行的反應(yīng)堆首次臨界試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。NB/T20145核電廠調(diào)試試驗(yàn)程序和報(bào)告編寫(xiě)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義3.13.23.33.43.5倒計(jì)數(shù)率inversecountrateratio;ICRR當(dāng)前中子計(jì)數(shù)率與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率比值的倒數(shù)。按公式(1)計(jì)算。ICRR=C,/C 表征鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)介質(zhì)或系統(tǒng)偏離臨界程度的參數(shù)。倍增周期doubleperiod反應(yīng)堆內(nèi)中子注量率按指數(shù)規(guī)律改變1倍所需的時(shí)間。表征反應(yīng)堆內(nèi)中子注量率變化率的物理量。注：?jiǎn)?dòng)率以DPM(DecadesPerMinute)為單位，1DPM表示中子注量率按指數(shù)規(guī)律每分鐘增長(zhǎng)10倍。反應(yīng)堆達(dá)到臨界狀態(tài)前預(yù)估的主冷卻劑硼濃度的一個(gè)區(qū)間。注：考慮到計(jì)算誤差、測(cè)量誤差以及不確定性等因素，在啟動(dòng)區(qū)間反應(yīng)堆隨時(shí)可能進(jìn)入臨界狀態(tài)。2GB/T41591—20224試驗(yàn)?zāi)康姆磻?yīng)堆首次臨界試驗(yàn)的目的主要包括：a)將核電廠反應(yīng)堆第一次引入臨界狀態(tài)；b)檢驗(yàn)堆外核儀表系統(tǒng)各量程通道的線性和重疊；c)確定零功率物理試驗(yàn)的中子注量率范圍；d)校驗(yàn)反應(yīng)性儀。5試驗(yàn)初始條件5.3反應(yīng)堆控制棒系統(tǒng)可用。5.6主回路硼表(如有)和核取樣系統(tǒng)可用。5.7除鹽水量滿足試驗(yàn)需求。6試驗(yàn)方法反應(yīng)堆首次臨界試驗(yàn)第一次把反應(yīng)堆從次臨界狀態(tài)引入到臨界狀態(tài)。壓水堆通過(guò)提升控制棒和稀反應(yīng)堆臨界后，用控制棒引入適量正反應(yīng)性提升中子注量率。觀察到核加熱現(xiàn)象(多普勒效應(yīng))后，停止中子注量率增長(zhǎng)。記錄初始出現(xiàn)核加熱現(xiàn)象6.2首次臨界6.2.1.3確定稀釋過(guò)程的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率。6.2.1.5根據(jù)ICRR的減小情況逐步降低稀釋流量。當(dāng)ICRR約為0.1時(shí)，停止稀釋，等待主回路硼濃度均勻(穩(wěn)壓器與主回路硼濃度偏差宜不大于20pg/g)。3GB/T41591—20226.2.1.6如果在主回路硼濃度均勻過(guò)程中反應(yīng)堆臨界，則通過(guò)控制棒穩(wěn)定中子注量率。6.2.1.7如果主回路硼濃度充分均勻后，反應(yīng)堆仍未臨界，逐步提升停留在堆芯內(nèi)的控制棒，每次提棒6.2.1.8如果停留在堆芯內(nèi)的控制棒提升到堆頂后，反應(yīng)堆仍未臨界，則將這組控制棒插回到原來(lái)位置，然后向堆芯內(nèi)注入適量的除鹽水(注水引入的正反應(yīng)性不超過(guò)步驟6.2.1.7提棒到堆頂引入的正反應(yīng)性),等待主回路硼濃度進(jìn)一步均勻。6.2.1.9重復(fù)步驟6.2.1.6～6.2.1.8,當(dāng)中子注量率持續(xù)增長(zhǎng)且出現(xiàn)300s～100s的穩(wěn)定倍增周期時(shí)，表明反應(yīng)堆已經(jīng)臨界。6.2.2.1確定基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率。依次將所有停堆棒分步提升至全提位置。提棒期間，通過(guò)源量程和中間量程監(jiān)督中子注量率、倍增周期(或啟動(dòng)率),在測(cè)量數(shù)值穩(wěn)定后計(jì)算倒計(jì)數(shù)率，進(jìn)行臨界外推。6.2.2.2重置基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率。以保守的稀釋流量，將主回路硼濃度稀釋至目標(biāo)硼濃度(推薦值為理論臨界6.2.2.3停止稀釋，等待主回路硼濃度均勻后，重置基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率。依次將停堆棒以外的其他控制棒分步提升至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)棒位。提棒期間，通過(guò)源量程和中間量程監(jiān)督中子注量率、倍增周期(或啟動(dòng)率),在測(cè)6.2.2.4重置基準(zhǔn)計(jì)數(shù)率，估算臨界所需稀釋水量，以每小時(shí)引入反應(yīng)性小于1×10-2的流量開(kāi)始稀釋。當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)率ICRR≤0.5或預(yù)估臨界稀釋水量已注入一半時(shí)，以每小時(shí)引入反應(yīng)性小于5×10-3的流量繼續(xù)稀釋，并減小ICRR計(jì)算的時(shí)間間隔。當(dāng)ICRR≤0.05時(shí)，可停止臨界外推。6.2.2.5當(dāng)中子注量率持續(xù)增長(zhǎng)且出現(xiàn)穩(wěn)定或持續(xù)減小的倍增周期，表明反應(yīng)堆已經(jīng)臨界。為防止引入過(guò)量的正反應(yīng)性，在倍增周期達(dá)到120s或反應(yīng)性達(dá)到3.5×10-?時(shí)，停止稀釋。6.2.3無(wú)外加中子源啟動(dòng)6.2.3.1無(wú)外加中子源的反應(yīng)堆首次臨界期間宜額外配置更高靈敏度的中子探測(cè)器。6.2.3.2依次將所有控制棒分步提升至試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)棒位，持續(xù)監(jiān)測(cè)堆外核儀表系統(tǒng)各量程指示的中子注量率和倍增周期(或啟動(dòng)率)。6.2.3.3以保守的流量稀釋主回路硼濃度至啟動(dòng)區(qū)間上限(推薦值為理論臨界硼濃度+175μg/g),停止稀釋操作。稀釋期間，持續(xù)監(jiān)測(cè)堆外核儀表系統(tǒng)各量程指示的中子注量率、倍增周期(或啟動(dòng)率)和反應(yīng)性。6.2.3.4等待主回路硼濃度均勻后，以每小時(shí)引入反應(yīng)性小于5×10-3的流量繼續(xù)稀釋。稀釋期間，持續(xù)監(jiān)測(cè)堆外核儀表系統(tǒng)各量程指示的中子注量率、倍增周期(或啟動(dòng)率)和反應(yīng)性。6.2.3.5當(dāng)中子注量率持續(xù)增長(zhǎng)且出現(xiàn)穩(wěn)定或持續(xù)減小的倍增周期，表明反應(yīng)堆已經(jīng)臨界。為防止引入過(guò)量的正反應(yīng)性，在倍增周期達(dá)到120s或反應(yīng)性達(dá)到3.5×10-?時(shí)，停止稀釋。6.3檢驗(yàn)堆外核儀表系統(tǒng)的線性和重疊6.3.1為驗(yàn)證源量程的線性和重疊，可將其停堆保護(hù)定值臨時(shí)提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。6.3.2提升中子注量率，記錄堆外核儀表系統(tǒng)各測(cè)量通道信號(hào)，檢驗(yàn)各測(cè)量通道的線性和重疊區(qū)間。6.3.3當(dāng)源量程出現(xiàn)飽和或接近停堆保護(hù)定值時(shí)，閉鎖源量程通道。6.4確定零功率物理試驗(yàn)中子注量率范圍6.4.1記錄開(kāi)始出現(xiàn)核加熱現(xiàn)象時(shí)的中子注量率水平，作為零功率物理試驗(yàn)范圍的上限。4GB/T41591—20226.4.2零功率物理試驗(yàn)范圍的下限至少比本底噪音信號(hào)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。6.5校驗(yàn)反應(yīng)性儀6.5.1通過(guò)控制棒調(diào)整中子注量率水平接近零功率物理試驗(yàn)范圍的下限。6.5.2提升控制棒引入一個(gè)正反應(yīng)性pF(反應(yīng)性儀測(cè)量值，宜小于7.5×10-?)。6.5.3在中子注量率按指數(shù)上升的過(guò)程中，測(cè)量倍增周期。6.5.4根據(jù)點(diǎn)堆模型的倒時(shí)方程，計(jì)算倍增周期對(duì)應(yīng)的反應(yīng)性Pp。6.5.5比較pF和pp,驗(yàn)收準(zhǔn)則見(jiàn)公式(2):7注意事項(xiàng)7.1在臨界試驗(yàn)期間，倍增周期應(yīng)不小于18s。7.2每次提升控制棒后停留足夠時(shí)間，等待中子注量率穩(wěn)定。7.3不應(yīng)同時(shí)進(jìn)行兩種(及以上)引入正反應(yīng)性的操作。7.4在提升控制棒或進(jìn)行稀釋操作時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注堆外核儀表系統(tǒng)各測(cè)量通道的信號(hào)。當(dāng)發(fā)生異常增長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)立即停止操作，查明原因。在判定事件確實(shí)7.5稀釋過(guò)程中，如果發(fā)生停堆事件，應(yīng)立即停止稀釋，查明事件原因。如果造成停堆的原因確實(shí)不危及反應(yīng)堆安全，硼濃度可以保持在停堆時(shí)