EJ T 1115-2000 压水堆核电厂反应堆低功率物理试验.pdf

1、ICS 27.1囚.20F臼J 中华人民共和国核行业标准EJ厅1115-2000压水堆核电厂反应堆低功率物理试验Physics tests at low power for PWR nuclear power plant 111/l阳！1!11!:12001 -02-28发布2001 -08-01实施国防科学技术工业委员会发布EJ/T 1115-2000 刚昌本标准是在EJ446一切的基础上编写的核电厂反应堆的低功率物理试验，在调试试验中属于B阶段中的B3分阶段。低功率物理试验的主要目的在于验证反应堆物理参数是否符合设计值。这就是说，在提功率运行之前，必须进行物理试验来确定反应堆堆芯的运行特性

2、是与设计值相符合，从而确保反应堆能够在设计条件下提功率运行。完成物理试验程序的衡量标准是，检验试验结果是否与设计值在验收准则范围内符合在成功地完成低功率物理试验和其他的低功率项目试验之后，核电厂方有条件向提升功率试验过渡。压水堆核电站低功率物理试验的内容、方法以及验收准则，在国内外同类型核电厂的调试试验中渐已形成共识，各核电厂具体的实施只是大同小异本标准编写目的就是力求在技术内容上反映压水堆核电站低功率物理试验这一领域的国际水准。本标准由全国核能标准化技术委员会提出本标准由核工业标准化研究所归口本标准由上海核工程研究设计院负责起草本标准主要起草人：唐国兴EJ/T 1115-2000 压水堆核电

3、厂反应堆低功率物理试验1 范围本标准规定了压水堆核电站调试过程中，低功率物理试验的最低要求试验内容并推荐完成试验所采用的试验方法及验收准则等。本标准适用于我国非原型压水堆核电站调试过程中进行的低功率物理试验。2 规范性引用文件下列规范性文件中的有关条文通过本标准的引用而成为本标准的条文下列注明日期或版次的引用文件，其后的任何修改单或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性下列未注明日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准HAF 0304 (87) 核电厂调试程序3 低功率物理试验本标准涉及的试验属于HAF0304所规定调试阶段中B阶段之83分阶段，即低功率

4、试验阶段。3. 1 试验内容低功率物理试验应至少包含下列内容：a) 临界棚浓度测量：b) 慢化剂温度系数测量zc) 功率分布测量：d) 控制棒价值及蹦价值测量：e) 伪弹棒试验：。最小停堆深度棚浓度测量3.2 试验目的低功率物理试验的目的是，验证反应堆堆芯基本物理参数的设计值与测量值的一致性。3.3 试验先决条件a) 反应堆首次临界试验已经完成。b) 反应堆处于热态零功率运行状态。c) 堆芯平均温度用主蒸汽排放阀进行控制。d) 稳压器的压力、水位控制处于自动控制。e) 二台反应性仪的校验试验已经完成。堆内中子测量系统及其数据处理计算机程序已经调试完毕。g) 堆外功率量程核测系统的一路通道不参与

5、保护连锁，这一通道探测器电流信号与反应性仪的微电流放大器输入端相连结。EJ/T 1115-2000 3.4 试验状态试验在热态零功率工况F进行。试验的功率水平严格限制在反应堆核发热点功率水平之下。进行功率分布测量时，功率水平不得超过满功率值的3%。3.5 试验专用设备的反应性仪二台（其中一台备用）b) X-Y记录仪一台c) 双笔记录仪二台d) 数字式电压表一台e) 稳压电源一台4 各个物理试验项目描述4. 1 临界棚浓度测量4. 1. 1 试验内容a) 测量热态零功率工况下，所有控制棒完全提出堆芯（ARO状态）时的临界棚浓度。b) 测量热态零功率王况下，各个控制棒组完全插入堆芯时的临界棚浓度。

6、4. 1. 2 试验目的验证热态零功率工况下各种控制棒状态的临界棚浓度测量值与设计值在验收准则范围内相符合。4. 1.3 初始条件a) 功率水平一一热态零功率物理试验水平：b) 主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c) 主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d) 控制棒位置1 ）控制棒全提状态（ARO）：主调节棒组插入堆芯相当于反应性50pcm以内，其余控制棒完全提出堆芯。2）控制棒插入状态：按设计要求的控制棒组完全插入堆芯，调节棒组插入堆芯相当于反应性-50pcm以内。4. 1. 4 试验方法4. 1. 4. 1 试验步骤2 a) 从主冷却剂系统及稳压器采样分析棚浓度。采样频率至少每30min一次

7、，直到主冷却剂系统及稳压器之间棚浓度之差小于20gig为止。b) 用主调节棒维持临界，设临界时的主调节棒组位置为Po。反应性仪的指示值为零，记录反应堆堆芯状态特别是主冷却剂系统的温度、棚浓度和控制棒组位置。c) 将主调节棒组从堆芯完全提出，用反应性仪测量插入堆芯部分的主调节棒组价值。即测量主调节棒组从临界位置Po至完全提出时的正反应性值d) 插入主调节棒组将功率稳定在测量前时的水平，并且主调节棒组的位置为测量前的位置Pooe) 记录主冷却剂系统的珊浓度、主调节棒组位置Po以及主调节棒组从临界位置Po至完全抽出时的正反应性值f) 重复测量三次，取其平均值。EJ/T 1115-2000 4. 1.

8、 4. 2 测量结果测量所得临界棚浓度结果，应按下式进行计算：mm aL ! PE A-w 土m型 AE + m c z B C 式中zCB一一临界棚浓度，gig:Cm一一主冷却剂系统的棚浓度测量值，gig:A时一一主调节棒组从临界位置Po至完全抽出时的正反应性，pcm:Atemp一一由于试验时主冷却剂系统的温度与设计计算时的参考温度不同所引入的附加反应性，pcm。此值可利用试验实测值或设计计算的慢化剂温度系数和实测的温差求得：DBW一一试验状态下的棚浓度微分价值，pcm/gig. 4. 1.5注意事项a) 在建立棚浓度平衡期间，注意保持反应堆接近临界，这可由抽插主调节棒进行调节而用反应性仪进

9、行监督。b) 堆芯棚浓度平衡以主冷却剂系统及稳压器之间棚浓度之差小于20gig为准。c) 为了尽可能地减小临界棚浓度测量值的修正量，应当尽可能地保持试验时反应堆条件与设计计算的条件一样。d) 主调节棒的插入不可过深，以使其反应性价值在10SOpcm范围。4. 1. 6验收准则a) 对于反应堆堆芯控制棒全部提出时的情况：lcBR0-CB0 l:;SO盹b) 对于反应堆堆芯控制棒插入时的情况：ICBm -(CBprc+(CB0-CB衍）三50的式中zARO CBm一一反应堆堆芯控制棒全部提出时临界棚浓度的测量值，gig:CB。一一反应堆堆芯控制棒全部提出时临界棚浓度的设计值，gig:CBm一一反应

10、堆堆芯控制棒插入时临界棚浓度的测量值，gig:CBpre一一反应堆堆芯控制棒插入时临界棚浓度的设计值，gig。4. 2 慢化剂温度系数测量4. 2. 1 试验内容a) 测量热态零功率工况下所有控制棒完全提出堆芯（ARO状态）时的慢化剂温度系数。b) 测量热态零功率工况下各控制棒组完全插入时的慢化剂温度系数。4.2.2 试验目的验证热态零功率工况下各种控制棒状态的慢化剂温度系数测量值与设计值在验收准则范围内相符A 口。3 EJ/T 1115-2000 4.2. 3 初始条件a) 功率水平一一热态零功率物理试验水平：b) 主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c) 主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d

11、）控制棒位置1 ）控制棒全提状态（ARO）：主调节棒组插入堆芯相当于反应性SOpcm以内，其余控制棒完全提出堆芯。2）控制棒插入状态t按设计要求的控制棒组完全插入堆芯，调节棒组插入堆芯相当于反应性-SOpcm以内。4. 2.4 i式验方法4.2.4. 1 试验步骤a）将堆芯进出口平均温度信号与X-Y记录仪的X输入端连接。将反应性仪的反应性输出信号与X-Y记录仪的Y输入端连接。调整好适当的量程。b) 从主冷却剂系统及稳压器来样分析砌浓度。采样频率至少每30min一次，直到主冷却剂系统及稳压器之间棚浓度之差小于20gig为止c) 降低堆芯慢化剂温度2，同时测量等温温度系数，控制降温速率（例如调节二

12、回路蒸气排放阀阀门开度）在46lh范围内。d) 升高堆芯慢化剂温度4，同时测量等温温度系数，控制升温速率（例如调节二归路蒸气排放阀间门开度）在46lh范围内。的降低堆芯慢化剂温度2，同时测量等温温度系数，控制降温速率（例如调节二回路蒸气排放阀阀门开度）在46lh范围内。记录反应堆堆芯状态。4. 2.4.2 测量结果a) 从X-Y记录仪的记录纸上求得试验曲线的直线段斜率，此斜率即为堆芯状态下的等温温度系数值。b) 从等温温度系数值减去该状态下的燃料温度系数值（设计计算值）即得到慢化剂温度系数值。4.2.5 注意事项4 a) 在试验期间，必须充分均匀堆芯溶液棚浓度。为此，主冷却剂系统的全部主泵应投

13、入运行：应使化学容积控制系统的上充下泄管线的流量尽可能的大：应充分使用稳压器的喷淋管线。的隔离对堆芯温度敏感的系统，例如离子交换器等。c) 尽可能地维持运行参数的稳定d) 平均温度信号只从一个环路引出。e) 为防止自动补水，应保持容控箱高水位。 为了使反应性仪工作在最佳运算电平范围，一般地，应使反应堆功率水平在反应性仪运算电平满刻度的10号也90%范围内。如果信号的噪声较大，则可适当缩小范围（例如2085%满刻度）。g) 在试验过程中，尽可能地避免控制棒操作，如果必须移动控制棒，则应记录移动前后的棒位。h) 进行数据处理时，应选取试验曲线的直线部分非直线部分是由于棚浓度不均匀引起的，这部EJ/

14、T 1115-2000 分的数据是无效的等温温度系数的测量值应为一次升温和二次降温测量值的平均值。4.2.6验收准则a）等温温度系数升温时的测量值和降温时的测量值两者之间的差别，应小于2pcm/b）对于任何堆芯状态下的慢化剂温度系数，应有z测量值一设计值15.4pcm/4.3 功率分布测量4.3. 1 试验内容a）在额定功率的3%以下，测量所有控制棒组完全提出时的堆芯功率分布。b）在额定功率的3%以下，测量个别控制棒组完全插入时的堆芯功率分布。4.3.2 试验目的验证不同控制棒组插入状态的功率分布，测量值与设计值在验收准则范围内相符合4.3.3 初始条件a) 功率水平一一额定功率的3%以下：b

15、) 主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c）主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d）控制捧位置）控制棒全提状态（ARO）：主调节棒组插入堆芯相当于反应性50pcm以内，其余控制棒完全提出堆芯。2）控制棒插入状态：按设计要求的控制棒组完全插入堆芯，调节棒组插入堆芯相当于反应性-50pcm以内4.3.4 试验步骤以利用堆内可移动微型中子探测器系统进行测量为例，基本步骤如下ta) 在测量之前，应设置合适的中子探测器偏置电压：b）利用珊稀释或和主调节棒组将反应堆功率稳定在小于3%功率水平：c）对每个组别的探测器进行效率刻度即在同一功率水平下，使每个组别的探测器通过同一测量孔道，测量其中子响应，进行效率归一

16、：d）记录可移动微型中子探测器在提出堆芯期间的测量信号：e) 记录探测器通过所有测量孔道的测量数据：。记录测量时的控制棒位置以及堆外核测系统的响应：g) 记录测量期间的开始、中间及结束时的堆功率Eh）将收集到的所有测量孔道的测量数据输入到计算机，由经过校验的计算机程序处理成为堆芯各燃料组件功率值i) 利用棚化或和主调节棒组将反应堆功率恢复到试验前的功率水平4.3.5注意事项a) 尽可能地保持反应堆功率水平的稳定，功率飘移不应大于1%/hob) 在试验期间，应尽量减少控制棒操作，功率的调整可以通过改变棚浓度来完成，在获取测量数据期间不得移动控制棒s EJ/T 1115-2000 c）处理数据时，

17、应确保探测器的准确定位。一般地多采用燃料组件定位格架法，由于探测器在通过燃料组件定位格架时测量到的中子密度有明显的降低，据此就可以对探测器进行准确定位。4.3.6 验收准则a）对于测量孔道的燃料组件，平均组件功率误差必须满足： 100% I- -雕i!HHI!I 阴阳率大于0.9阳测量值I l :;IS%，相对功率小于0.9的组件b）热管因子FQ小于设计值：c）焰升因子FH小于设计值。4.4控制捧价值及唰价值测量4.4. 1 试验内容测定待测控制棒反应性价值和冷却剂棚价值。4.4.2 试验目的验证待测控制棒反应性价值和冷却剂棚价值的测量值与设计值在验收准则范围内相符合。4.4.3 初始条件a）

18、功率水平一一热态零功率物理试验水平：b）主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c) 主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d) 控制棒位置一一按设计要求4.4.4 试验方法4. 4. 4. 1 棚补偿法这种方法的原理是，由于控制棒的移动所引起的反应性变化，利用改变堆芯冷却剂棚浓度所产生的反应性变化来补偿，而每一次控制棒移动所引起的反应性变化量则用反应性仪进行测量。由测得的控制棒的积分价值和己知的棚浓度变化量，即可求得棚价值它可用来测量控制棒的微分价值和l积分价值，是国际上通用的测量控制棒价值方法。下面以棚稀释为例，简述此方法操作原理（棚化操作，则控制棒移动方向相反。a) 在测量之前，反应堆处于热态零动

19、率物理试验水平下的临界状态。b) 向处于临界状态的反应堆注入纯水，以稀释堆芯溶液的棚浓度。此时，反应堆堆芯将逐渐呈现增大的正反应性，当这个正反应性或中子功率水平达到一定程度时，F插一部分待测控制棒，向堆芯引入一定程度的负反应性。c) 用监督堆芯反应性的反应性仪直接测量下插控制棒部分的反应性价值，同时记录控制棒下插前后的位置。d) 保持连续恒定的速率注入纯水，使得b）和c）的过程循环不断地进行，直至待测控制棒从堆芯顶部插入到底部完成整个待测控制棒反应性价值的测量。e) 整理测量数据，便可求得待测控制棒各部分的微分价值和整个控制棒的积分价值。4.4.4.2 换棒法6 EJ/T 1115-2000

20、这种方法的原理是，用一组己知控制棒价值的反应性去补偿某一待测控制棒的反应性。a) 选取一组最大反应性价值的控制棒作为参考棒组，用棚补偿法（棚稀释）精细测量其微分价值和积分价值。b) 进行换棒操作z用反应性仪作为监测仪器，每次下插待测控制棒至反应性仪有效测量范围内某一读数（例如约一70pcm）外，随即抽出参考棒至反应性仪有效测量范围内某一读数（例如约+50pcm）处。继续同样操作：下插待测控制棒，提出参考棒。如此反复插、提直至待测棒完全插入堆芯，用参考棒维持临界c) 调节（砌化主冷却剂系统棚浓度，使参考控制棒组完全提出堆芯。d) 实施换棒操作：用反应性仪作为监测仪器，每次下插参考棒至反应性仪有效

21、测量范围内某一读数（例如约一70pcm）处，随即提出待测控制棒至反应性仪有效测量范围内某一读数（例如约+50pcm）处。继续同样操作：下插参考棒，抽出待测控制棒。如此反复插、提直至待测棒完全插入堆芯，用参考棒维持临界。令其控制棒位置为Po。e）待测控制棒价值就是参考棒组从完全提出至几位置时的反应性价值。按照b）至e）步骤进行下一组控制棒价值测量4.4.5注意事项4.4.5. 1 栅补偿法a) 确保主回路冷却剂系统棚浓度充分均匀混合。b）棚稀释砌化速率以40-50 g/g/h为宜。在试验之前，应正确估算棚稀释棚化总量。d) 保持反应性的引入量在反应性仪的精确测量范围以内（典型值为IO40pcm）

22、。e) 为了减少测量中的修正因素，应在待测控制棒组完全插入提出之前停止棚稀释棚化操作。在试验期间，注意检验不同棒位下的微分价值g) 各控制棒组的测量顺序应与设计的控制棒组操作顺序一致。4.4.5.2换棒法a) 确保主冷却剂系统棚浓度充分均匀混合，b) 如果待测控制棒价值大于参考控制棒价值，则大于部分用砌补偿法测量确定。c) 如果待测控制棒多于一组，为了减少棚化棚稀释操作，测量顺序则应按待测控制棒价值大小从大至小进行4.4.6 验收准则对于所有控制棒价值测量，应满足下式t计一设一值二量M咽A嗣且mu”ed油似量j 100三10%4.5 伪弹棒试验4. 5. 1 试验内容在热态零功率工况下，测量一

23、束反应性价值最大的控制棒全部提出时的价值和提出前后的功率分7 EJ/T 1115-2000 布4.5.2 试验目的验证测量结果满足安全分析的假定条件4. 5.3 初始条件a) 功率水平一一热态零功率物理试验水平：b) 主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c) 主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d）控制棒位置一一一束反应性价值最大的控制棒所属的控制棒组全部插入，其他控制棒组按设计要求或完全插入或完全提出。4.5.4 试验方法a) 当堆芯达到所要求的测量状态时，测量一柬控制棒抽出前的功率分布。b) 对于所属一束反应性价值最大的控制棒组，除了这一柬反应性价值最大的控制棒之外，使其他所有棒束的提升线圈断

24、电，c) 用棚补偿法间断提出这一束反应性价值最大的控制棒，测量其反应性价值ed) 在这一束反应性价值最大的控制棒完全抽出的状态下，测量堆芯功率分布。的用棚补偿法（稀释将一束最大反应性价值控制棒插入堆芯至抽出前的位置，接上b）步骤所有断开了的提升线圈的电源，恢复堆芯至测量前的状态。4.5.5 注意事项同4.3.5和4.4.5.4. 5.6 验收准则a) 测得的一束反应性价值最大的控制棒价值，应小于进行安全分析时的假定值。的一束反应性价值最大的控制捧完全抽出时的热管因子应小于进行安全分析时的假定值。4.6 最小停堆深度翻浓度测量4.6. 1 试验内容在热态零功率工况下，测量当一束反应性价值最大的控

25、制棒卡在堆芯之外时，确保反应堆热态停堆深度（例如1.5%!. k/k）所需的冷却jllJ溶液最小棚浓度。4.6.2 试验目的验证测量值与设计值的一致性并提供运行时的参考。4. 6.3 初始条件a) 功率水平一一热态零功率物理试验水平：b) 主冷却剂系统温度一一设计参考温度：c) 主冷却剂系统压力一一设计参考压力：d) 控制棒位置一一调节棒全部插入堆芯，反应性价值大于2%6. k/k的安全悴提出堆芯之外。4.6.4 试验步骤a）当反应堆达到试验要求的控制棒位置之后，使堆芯处于临界状态。b）使属于调节棒组一束反应性价值最大的控制棒以外的其他控制棒束的提升线圈断电。c）用棚补偿法（棚化间断提出一柬反

26、应性价值最大的控制棒，同时测量其反应性价值。8 EJ闪1115-2000d) 用棚补偿法稀释）间断下插安全棒组，同时测量其反应性价值。e) 当安全棒组的剩余积分价值之和达到所要求的停堆深度值（例如1.5%6. k/k）之前适当时间停止稀释。等待冷却剂系统均匀混合之后，使反应堆达到稳定的临界状态注意，此时控制棒处于如下位置z调节棒组所属一束反应性价值最大的控制棒完全抽出，其他调节棒组全部插入堆芯，安全棒组的剩余积分价值之和为停堆深度值（例如1.5%6. k/k）。g）测量反应堆主冷却剂系统础浓度，这个棚浓度值就是所求的最小停堆深度棚浓度。4.6.5 注意事项苟同4.4.5.10 b）确保发生事故时能够进行紧急棚酸注入。4. 6.6验收准则最小停堆深度础浓度的测量值应满足下式：测量值一设计值1:100.gig 上式中的设计值应加上控制棒全部提出状态下的临界棚浓度测量值与设计值之差。9 COON的问：tE