[發明專利]核反應堆一回路冷卻劑臨界溶解硼含量的計算方法

有效

• 申請號: 201910187364.8
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109887554B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李國仁;曹廣玉;李昕潔
• 申請（專利權）人: 廣西防城港核電有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G21C17/022
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 張玉梅

本發明公開了一種核反應堆一回路冷卻劑臨界溶解硼含量的計算方法，包括：將上一次啟堆時的臨界狀態與本次啟堆時的預估臨界狀態進行比較計算反應性的變化量；上一次啟堆時的臨界狀態的相應變量包括第一一回路冷卻劑溶解硼含量；本次啟堆時的預估臨界狀態的相應變量包括第二一回路冷卻劑溶解硼含量；上一次啟堆時的臨界狀態與本次啟堆時的預估臨界狀態通過列反應性平衡公式計算第二一回路冷卻劑溶解硼含量的反應性；通過第二一回路冷卻劑溶解硼含量的反應性乘以對應的硼微分價值計算出本次啟堆時的第二一回路冷卻劑溶解硼含量的值。本發明的核反應堆一回路冷卻劑臨界溶解硼含量的計算方法，可以避免反應性帶來的理論數據誤差，計算更加精準。

技術領域

本發明是關于核反應堆技術領域，特別是關于一種核反應堆一回路冷卻劑臨界溶解硼含量的計算方法。

背景技術

核反應堆進行達臨界操作是核反應堆實現穩定功率運行的前提條件。在核反應堆實際達臨界前，首先要預估核反應堆的臨界狀態。

臨界狀態是核反應堆中核燃料鈾235發生裂變反應時消耗的中子數與產生的中子數相等的一種狀態。所以，直接影響臨界狀態的是中子數，而影響核反應堆中子數的變量主要是控制棒棒位、一回路冷卻劑溶解硼含量、中子毒物、冷卻劑溫度、功率和燃料消耗量。

所有影響達臨界的變量都可以通過理論參數確定。但是，由于實際情況的復雜性，實際達臨界時的參數和理論計算出的參數會有偏差。在實際達臨界操作中，先是通過理論計算確定臨界狀態的“范圍”，然后在該“范圍”之內進行尋找。所以，確定臨界狀態的“范圍”尤為重要。

所有影響達臨界的變量在知道何時進行達臨界后，都可以通過理論參數計算進行確定。首先，中子毒物、冷卻劑溫度、功率、燃料消耗量等變量在選定狀態后就可以確定。其次，控制棒棒位根據運行的要求進行預估。最后，根據反應性平衡方程，計算一回路冷卻劑臨界溶解硼含量(理論值)。

實際達臨界中，核反應堆操作員根據預估的控制棒棒位和計算好的一回路冷卻劑臨界溶解硼含量進行相應操作。首先，將一回路冷卻劑溶解硼含量逐步逼近到理論的一回路冷卻劑臨界溶解硼含量，然后提升控制棒棒位(預估得到理論值附近)，觀測中子變化趨勢，使核反應堆處于臨界狀態。

核反應堆發生事故后，反應堆會觸發自我保護措施，實施緊急跳堆。其目的主要是為防止核反應堆堆芯發生熔化。之后，如排除和解除相應故障，核反應堆在進入功率運行狀態之前，首先要進行達臨界操作。達臨界的目的主要是為使核反應堆進行自持的鏈式反應。(簡單說就是達到最初的消耗的中子數與產生的中子數相等)

核反應堆實際達臨界操作前。首先，要計算一回路冷卻劑溶解硼含量。方法如下：

根據預期達臨界時的棒位要求，在考慮了中子毒物、冷卻劑溫度、功率、燃料消耗量等變量停堆后各種反應性效應的變化后，通過對停堆前和預期臨界狀態進行比較來計算反應性的變化量。(停堆前核反應堆是功率運行模式，核反應堆在同一功率平臺持續運行，堆內就是臨界狀態)。

通過停堆前(臨界狀態)反應性平衡和啟堆時(臨界狀態)時的反應性平衡之差計算一回路冷卻劑溶解硼含量所需要改變的反應性。然后，再通過乘以對應的硼微分價值就可以計算出啟堆時(臨界狀態)一回路冷卻劑溶解硼含量。

但是用上述方法，計算啟堆時(臨界狀態)一回路冷卻劑溶解硼含量，有以下幾點問題，可導致計算的啟堆時(臨界狀態)一回路冷卻劑溶解硼含量與實際啟堆時(臨界狀態)一回路冷卻劑溶解硼含量偏差增大，甚至對實際達臨界產生危險的影響和造成無法達臨界。

1、停堆前(臨界狀態)和啟堆時(臨界狀態)的功率不同，功率引起的反應性是通過理論數據帶入計算。理論數據本身就有誤差；

2、停堆前(臨界狀態)和啟堆時(臨界狀態)的冷卻劑溫度不同，冷卻劑溫度引起的反應性是通過理論數據帶入計算，理論數據本身就有誤差；