压水堆核电站一回路硼浓度测量

2013-03-20王晓磊

科技视界 2013年12期

王晓磊

（大亚湾核电运营管理有限责任公司生产部，广东深圳518124）

1 硼表简介

反应性安全是压水堆核电站的三大安全功能之一，安全功能包括：反应性安全功能，冷却安全功能，屏障安全功能。压水堆核电站一般采用改变冷却剂中硼浓度、控制棒、可燃毒物棒控制过剩反应性，保证反应性安全功能。其中改变冷却剂中硼浓度主要用于补偿时间过程较慢的反应性变化，优点是有利于展平堆芯功率分布，提高核电站运行的经济性与安全性；另外核电站在停堆、换料期间或大修期间，要保持一定硼浓度使反应堆维持次临界状态并具有足够的次临界深度。因此需要对一回路冷却剂的硼浓度进行连续的测量和监视，在机组正常运行阶段以便观察一回路中硼浓度变化的趋势；并在一回路的硼浓度少于设定值50ppm时给出报警REN055AA，以警告操纵员注意一回路硼浓度的异常变化并作相应的处理。在机组大修阶段用来防止一回路冷却剂的误稀释。

硼表测量原理简述：测量装置与核取样回路连接，测量装置中安装有中子探测器和中子源，核电站主回路中的硼-10对热中子具有很大的吸收截面。探测器输出的脉冲信号计数率与探测器接收到的热中子数成正比。硼表通过脉冲信号测量通道对脉冲信号进行采集，数据处理单元通过中子计数率计算出回路中的硼浓度，见图1硼表测量原理图。

图1 硼表测量原理图

2 压水堆核电站技术规格书中对硼表的要求

压水堆核电站共分六个运行模式，分别为：反应堆功率运行模式（RP）、蒸发器冷却正常停堆模式（NS/SG）、RRA冷却正常停堆模式（NS/RRA）、维修停堆模式（MCS）、换料停堆模式（RCS）、完全卸料模式（RCD），在不同模式下硼表不可用时的缓解措施见表1。

3 硼表连接方式

硼表在各种工况的不同在线方式：为了保证一回路的硼浓度测量准确，除了硼表所在管线的在线正确、硼表本身没有故障之外，还要保证流入硼表内一回路冷却剂的流量具有代表性（一般要求的数值为大于100升/小时）。按机组工况的不同，硼表所在的流体管线在线需进行改变。

硼表连接方式共有三种：

①在机组正常运行阶段，三台主泵处于运行状态，硼表在线到RCP→RCV连接方式。一回路中的冷却剂由主泵强迫循环来保证均匀混合。硼表的连接是从RCP二环路或三环路的热管段 RCP625/ 635VP→→REN101/102VP→→REN003/002RF→→REN012/013RF→→REN313/312VP→→REN313/312WV→→软管连接→→REN799WV→→REN012MG—REN007MD→→RCV002BA中，这样硼表不但对一回路的硼浓度进行了测量，而且测量以后的流体流入RCV002BA通过上充泵重新进入一回路。

②机组下行时，当一回路中处于120℃,或机组大修结束一回路排气结束后，升压到7bar后，要在线到RRA→RCV连接方式。一环路中的RCP001PO在运行，RRA系统连接控制一回路升降温的速率和对一回路均匀搅拌。若还采用机组正常运行阶段的连接方式，由于二环路和三环路中没有主泵在运行，起不到较好的混合作用时，不能准确测量一回路的硼浓度；因此将REN的硼浓度测量管线进行适当的改变：在RRA001/002PO的出口连管处经RRA621VP→→REN122VP→→REN001RF→→REN011RF→→REN211VP→→ 软管连接 →→REN799WV→→REN012MG—REN007MD→→RCV002BA中。这时一回路的温度也相对较高。液体进入硼表时采用两个次冷却器；一回路的压力也相对较高。通过上述的方式经过硼表的流量直接进入一回路比较困难，因此先进入RCV002BA，通过上充泵重新进入一回路。

③当一回路的压力降到7bar以下时，一回路压力较低，上充泵也即将处于停运状态。硼表的测量管线需在线到RRA→RCP连接方式，在RRA001/002PO的出口连管处经RRA621VP→→REN122VP→→REN001RF→→REN511VP→→ 软管连接→→REN799WV→→REN012MG—REN020MD →→REN800WV →→REN514VP →→REN002RF→→REN102VP→→RCP625VP靠RRA的压头进入RCP一回路的二环路；这时因为一回路温度和压力都比较低，在管线中采用了单个冷却器，同时将测量液直接回收注入一回路。