零功率物理試驗期間主控室操縱員的配合

趙 溪 張 旭 張曉斌

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

1　零功率物理試驗簡介

零功率物理試驗，是核電廠換料大修結(jié)束后按技術(shù)規(guī)格書要求所進行的試驗，其試驗?zāi)康氖菫榱蓑炞C反應(yīng)堆核設(shè)計的準(zhǔn)確性、控制棒價值、硼的價值、慢化劑溫度系數(shù)計算的準(zhǔn)確性等，共有8項，按照其試驗前反應(yīng)堆工況又可歸為3大類：熱停堆工況、熱態(tài)零功率工況、核發(fā)熱點以上工況。

2　以熱停堆工況為初始條件的零功率物理試驗

《換料后的首次臨界試驗》，試驗要求維持主系統(tǒng)壓力 15.2±0.2MPa，一回路平均溫度 280±1.5℃。

由于試驗前處于熱停堆工況，次臨界狀態(tài)，需依靠控制棒的提升以使反應(yīng)堆達到臨界，此時可將一只大氣釋放閥置自動，另一只置手動，機操手動控制大氣釋放閥的開度來維持一回路平均溫度，與此同時，還應(yīng)密切關(guān)注兩個蒸汽發(fā)生器的液位，根據(jù)蒸汽量來調(diào)整啟停給水進入蒸發(fā)器的給水流量，盡量保證蒸發(fā)器液位平穩(wěn)，避免出現(xiàn)大幅波動現(xiàn)象。

3　以熱態(tài)零功率工況為初始條件的零功率物理試驗

3.1　數(shù)字反應(yīng)性儀校正試驗

本試驗的目的是為了校正數(shù)字反應(yīng)性儀測量的可靠性和準(zhǔn)確性，在試驗時要求反應(yīng)堆處于中子通量為零功率試驗水平的臨界狀態(tài)。

對于保持中子通量為零功率試驗水平的臨界狀態(tài)，可根據(jù)中間量程核測通道的輸出電流達1×10-8A并穩(wěn)定來判斷，同時反應(yīng)堆中子通量倍增周期指示應(yīng)在“∞”，核功率大表指示為0。若中間量程核測通道的輸出電流達1×10-8A后有增大趨勢，同時核功率大表指示從0開始有極為緩慢增加的趨勢，則需手動下插一步控制棒，觀察一段時間來判斷該趨勢是否消失，反之則可通過提升控制棒來維持臨界狀態(tài)。上述操作需謹(jǐn)記，動棒時需小心謹(jǐn)慎，不可連動多步控制棒，以免造成反應(yīng)性不可控而導(dǎo)致反應(yīng)堆的臨界狀態(tài)被破壞。

3.2　末端臨界硼濃度測量試驗

本試驗的目的是為了測定一組或幾組調(diào)節(jié)棒組于全提出位置時的臨界硼濃度，從而驗證核設(shè)計的正確性。

本試驗期間，需提升和下插控制棒，控制棒提升時需緩慢進行，使反應(yīng)堆中子通量水平緩慢上升，此時對一回路平均溫度的控制也會變得容易，為二回路調(diào)節(jié)蒸汽量提供了較大余量。因此，在試驗過程中操作控制棒應(yīng)采取少量多次，邊操作邊觀察的方法，可有效減少試驗帶來的風(fēng)險，對于試驗過程中穩(wěn)定系統(tǒng)狀態(tài)有較大幫助。

3.3　慢化劑溫度系數(shù)測量試驗

本試驗的試驗?zāi)康氖荋ZP狀態(tài)下，規(guī)定的控制棒位位置上，在一回路冷卻劑溫度發(fā)生變化的同時測量反應(yīng)性變化，求出慢化劑溫度系數(shù)，以驗證設(shè)計計算的正確性。

在試驗過程中需操縱員手動控制大氣釋放閥來控制一回路平均溫度，以使其均勻下降和上升。在控制大氣釋放閥時應(yīng)緩慢，防止閥門突開（突關(guān)）導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器水位突升（突降）。大氣釋放閥開度的變化會引起蒸汽發(fā)生器內(nèi)水裝量的變化，需及時調(diào)節(jié)啟停給水流量以保證蒸汽發(fā)生器水位在試驗要求的范圍之內(nèi)。在調(diào)整一回路平均溫度的過程中，除了大氣釋放閥的因素外，啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的溫度較低的水也會對平均溫度的變化起到一定的影響。

3.4　控制棒價值及硼價值測量試驗

本試驗的試驗?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，測量控制棒組T1的微分和積分價值，以及不同棒位下的平均硼價值，以驗證核設(shè)計的正確性。

本試驗需注意通過應(yīng)急稀釋管線向堆芯注入純水的過程中，應(yīng)事先計算好注入純水的量與引入的反應(yīng)性的關(guān)系，將V02-125調(diào)整至相應(yīng)閥位以保證按照試驗要求的速率進行稀釋。稀釋過程中應(yīng)配合插棒以保證臨界狀態(tài)或使堆芯趨于臨界狀態(tài)。

3.5　換棒法測量控制棒價值試驗

本試驗的試驗?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，用已知價值的控制棒組來刻度其它價值未知的控制棒組。結(jié)合調(diào)硼法所測的控制棒價值，證實控制棒對堆芯的反應(yīng)性的控制能力是否滿足需要。

本試驗與控制棒價值及硼價值測量試驗類似，需要用已標(biāo)定過反應(yīng)性價值的T1棒組來測量其余調(diào)節(jié)棒組的反應(yīng)性，在試驗過程中對于插棒和提棒需配合得當(dāng)，盡量使反應(yīng)堆保持在臨界狀態(tài)，以保證試驗的順利進行。

3.6　重疊棒價值和硼價值測量試驗

本試驗的試驗?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率狀態(tài)下，測量控制棒組重疊時的棒價值和硼價值。驗證控制棒組下插時產(chǎn)生的最大反應(yīng)性添加率和硼稀釋時產(chǎn)生的最大反應(yīng)性添加率滿足限制值。

本試驗同控制棒價值及硼價值測量試驗、換棒法測量控制棒價值試驗方法類似，只是將稀釋與插棒配合改為用硼化與提棒配合，在試驗中應(yīng)密切關(guān)注反應(yīng)性變化，在配合試驗的同時，將反應(yīng)堆控制在可控范圍內(nèi)。

4　以核發(fā)熱點以上工況為初始條件的零功率物理試驗

本試驗為功率分布測量試驗,試驗?zāi)康氖窃跓釕B(tài)零功率工況和有功率工況下，分別測定堆芯功率分布和溫度分布，確認(rèn)堆內(nèi)功率分布無異常，驗證堆芯裝載正確性與核設(shè)計準(zhǔn)確性。

本試驗主控室操縱員需配合進行反應(yīng)堆功率提升至1.8%FP的操作，功率提升完畢后，還需保持此功率水平48小時，以滿足試驗采集數(shù)據(jù)的要求。在核功率提升階段，由于在升功率前反應(yīng)堆已處于熱態(tài)零功率的臨界狀態(tài)，在提升控制棒升功率的過程中需謹(jǐn)慎，控制棒不應(yīng)一次性提升過多，以免一次性引入過大的正反應(yīng)性從而導(dǎo)致反應(yīng)堆狀態(tài)不可控，在提棒過程中應(yīng)關(guān)注中子倍增周期指示，防止周期過短；在核功率提升過程中堆操應(yīng)密切關(guān)注一回路平均溫度（Tavg）變化趨勢，并與機操配合好控制Tavg與堆功率水平相對應(yīng)，機操在用大氣釋放閥控制Tavg時需時刻與堆操保持溝通，有任何操作前都應(yīng)通知堆操知曉，在控制大氣釋放閥排汽的同時應(yīng)兼顧蒸汽發(fā)生器的液位，通過啟停給水系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)閥保證蒸汽發(fā)生器合適的供水量，以匹配大氣釋放閥排出的蒸汽量。機操在控制蒸發(fā)器水位的過程中應(yīng)關(guān)注三點影響其水位的因素：1、補水。啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的補水量應(yīng)通過啟停給水流量調(diào)節(jié)閥合理控制，其補水量大小應(yīng)與大氣釋放閥排出的蒸汽量匹配，同時還應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)器液位變化趨勢綜合判斷。2、排汽。通過大氣釋放閥排出的蒸汽量是導(dǎo)致蒸發(fā)器液位下降的最主要的原因，而排汽也是控制Tavg最為有效的手段。因此，控制Tavg在試驗要求的范圍內(nèi)，控制大氣釋放閥的排氣量至關(guān)重要，要兼顧Tavg、蒸發(fā)器液位等重要參數(shù)綜合判斷。3、水的受熱膨脹。啟停給水系統(tǒng)供給蒸發(fā)器的水為除氧器內(nèi)加熱至130℃左右的冷水，水供至蒸發(fā)器后會被加熱200℃以上，在加熱過程中水的受熱膨脹也是影響蒸發(fā)器液位的重要因素之一，有可能干擾到機操對蒸發(fā)器液位的正確判斷，因此機操在補水至蒸發(fā)器后應(yīng)對水的受熱膨脹有清楚的認(rèn)識。

5　結(jié)論

上述8項零功率物理試驗，最為關(guān)鍵的一點在于穩(wěn)定反應(yīng)堆狀態(tài)，包括試驗前條件的維持，以及試驗中對于反應(yīng)堆臨界狀態(tài)的控制。這就需要主控室操縱員對各項試驗細(xì)則做到心中有數(shù)，試驗中需要關(guān)注哪些參數(shù)；操作時會有哪些風(fēng)險，如何應(yīng)對；試驗后系統(tǒng)狀態(tài)該如何恢復(fù)等等，均需要操縱員在試驗前就做好分析和總結(jié)。工欲善其事，必先利其器，核電廠的任何操作都會有一定的風(fēng)險，如何做好風(fēng)險分析并合理的規(guī)避風(fēng)險是我們不懈的努力方向。

【參考文獻】

［1］秦一廠技術(shù)文件（試驗細(xì)則），《零功率物理試驗》.

［2］秦山核電廠最終安全分析報告，第16章，技術(shù)規(guī)格書.