专利名称:控制棒综合试验方法
技术领域：
本发明是一种反应堆控制棒试验方法，具体涉及优化反应堆控制棒综合试验安排，减少试验占用核电站大修主线时间的控制棒综合试验方法。
背景技术：
田湾核电站控制棒系统主要用于实现反应堆的应急保护、加速预保护、一类预保护、二类预保护等保护功能以及正常运行时功率调节功能。控制棒系统通过对121束控制棒的位置监视以及在手动成组、自动、半自动、单棒等模式下的控制功能实现上述功能。控制棒系统的各项功能在机组运行期间必须工作稳定、控制可靠。控制棒系统的故障有可能导致机组降功率甚至停堆。
控制棒综合试验是对于安装在反应堆上部组件上的控制棒驱动机构以及其上层控制系统(包括停堆保护执行系统和成组和单个控制系统)的综合测试。是机组大修后首次临界的先决条件之一。该试验需要对控制棒进行提升和下插操作，俄罗斯法规《核动力反应堆装置核安全规定》中规定必须采取技术措施排除同时由两个或两个以上的反应性控制装置引入正反应性的可能性，由于一回路冷却剂温度达到某一温度限值(取决于一回路硼酸浓度)前，冷却剂温度系数为正，即加热过程会引入正反应性，而成组提升控制棒也会引入正反应性，因此田湾核电站在控制棒综合试验中禁止在一回路加热期间提升控制棒。
田湾核电站总共设计有121束控制棒，目前使用了 103束，共分为10组，每组控制棒数量6-18束不等，其中1-7组属于停堆棒组，8-10组属于调节棒组。控制棒综合试验主要包括了 3部分控制棒单棒试验(需27小时)，控制棒成组试验(需24小时)，控制棒掉棒试验(需3小时)。
控制棒单棒试验时,操纵员需要单独提升每束控制棒，检查控制棒单棒控制模式功能，检查控制棒处于下部限位(控制棒处于5步位置)时机柜断电后自动掉落到下部机械支撑位并触发掉棒信号，检查控制棒在单棒模式下的提升和下插功能，检查控制棒在上部和下部限位的自动停止功能，检查单束控制棒在上限位(控制棒处于181步位置)自由下落功能，检查控制棒掉落时单控模式自动取消功能，检查单棒掉落时，阻塞掉棒信号后的提升功能，检查单棒模式下最多可以同时选择控制棒6束控制棒的功能,检查控制棒在机柜处就地控制功能。103束控制棒需要全部进行以上试验。
控制棒成组试验时,操纵员转动操作旋钮进入手动成组模式,检查手动成组模式下的成组选择功能，检查选定棒组的提升下插功能，检查控制棒组的成组位置指示功能， 检查手动成组模式下的单棒模式的选择和取消功能，检查手动成组和单棒控制的优先级功能，检查在手动成组和就地控制模式下的提升和下插的优先级功能，检查二类预保护(该信号应该导致控制棒无法提升)下，手动成组无法提升的功能，检查一类预保护(该信号应该导致控制棒成组下插)优先于手动成组提升的功能。操纵员操作旋钮进入半自动模式， 半自动成组提升时，检查在小于N组的控制棒没有中上限(与上限为信号相同)位信号时N组控制棒并不上升，半自动下插时，检查在大于N组的控制棒没有中下限位信号时N组并不下插，检查控制棒的自动叠步功能，检查单控模式优先于半自动模式。检查一类预保护优先于半自动模式，检查一类预保护下控制棒的自动叠步下插，检查加速预保护时第六组后6 束棒掉落；操纵员旋动旋钮进入全自动模式(APC模式，该模式仅作用于8、9、10三组)，检查8、9、10组自动被连接并被选择为工作组，检查APC命令的提升和下插，检查全自动模式和和单控、手动成组的优先级，检查保护信号下的全自动模式自动取消功能。
控制棒掉棒试验时，需要用手动方式单独对一组提升到反应堆顶部，其它棒组处于下限位，然后执行紧急保护命令，测量处于堆顶的棒组的掉落时间。
由于试验限制条件的要求，田湾核电站大修计划安排在一回路加热期间安排了控制棒系统的单棒试验，大修主线是一回路加热，一回路加热完成后，进行控制棒成组试验和掉棒试验。由于控制棒综合试验的成组试验和落棒试验安排在加热完成后的一回路热态时进行，在田湾核电站一号和二号机组首次大修中这部分试验占用电站的大修主线时间达到 27小时，这种试验方法造成试验占用大修主线时间过长，降低了机组负荷因子，影响了机组的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现控制棒综合试验不再占用大修主线时间、缩短电站大修工期的控制棒综合试验方法。
本发明的技术方案如下控制棒综合试验方法，它包括如下步骤，
I) 一回路冷态时满足试验先决条件下，在一回路打压试验前，进行控制棒综合试验的单棒部分试验，主要对控制棒单束棒的棒位显示、选择、提升、下插、掉落、与保护信号的联锁等控制逻辑进行验证，保证机组运行期间单棒控制功能的完整性；
2) 一回路打压试验完成后，至热态的加热过程开始控制棒成组试验，主要对手动成组、半自动、全自动模式下的成组的控制逻辑进行验证，保证机组运行期间控制棒成组控制功能的完整性；进行这部分试验期间，须通过堆外核测系统监视屏监视反应堆周期变化， 当反应堆周期小于60秒时，应立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核测系统显示周期大于999秒后，由当班值长决定是否继续试验；在进行成组控制棒提升时，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成组提升控制棒时，最多允许将一组控制棒提升到上限位，而另一组控制棒提升到不超过74%堆芯高度，严格禁止同时将两组及以上控制棒提升到上限位；
3)四台主泵全部启动后，开始进行控制棒掉棒试验，主要验证在出现保护信号后控制棒能够正常掉落。
本发明的显著效果在于按照本发明所提供的的试验方法，在一回路冷态和加热期间依次完成了控制棒单棒试验、控制棒成组试验、控制棒掉棒试验。试验期间仪控系统记录的反应性数据完全在安全范围以内，控制棒综合试验不再占用大修主线时间，与原试验方法相比，控制棒综合试验节省了大修主线达27小时，在田湾核电站年创造经济效益达 2400万元。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本发明进行详细描述
控制棒系统的综合试验可以如下安排在一回路冷态和加热期间依次开展控制棒单棒试验、控制棒成组试验、控制棒掉棒试验。在此方案下，大修主线时间是一回路加热，控制棒综合试验不再占用大修主线。
控制棒综合试验必须满足如下先决条件
机组已完成换料，一回路已经密封；一回路温度25 °C 280°C ; —回路压力 O. 49MPa 15. 7MPa ;一回路硼浓度不低于16g/L ;主循环泵O 4台运行，其中在测量控制棒落棒时间需要4台主循环泵全部投入运行；所有控制棒驱动机构全部安装到上部组件； 所有动力和仪控自带电缆全部连接到控制棒驱动机构和反应堆竖井水泥墙上；控制棒驱动机构循环冷却系统投入运行；堆外核测和安全仪控系统系统4个通道全部投入运行；主控室后备盘上无任何反应堆保护系统和反应堆限制系统报警信号；控制棒系统保护-预保护部分综合试验已完成，所有机柜投入运行。控制棒系统供电部分综合试验已完成，所有机柜投入运行。
本发明的具体操作步骤如下
I) 一回路冷态时满足试验先决条件下，在一回路打压试验前，进行控制棒综合试验的单棒部分试验，主要对控制棒单束棒的棒位显示、选择、提升、下插、掉落、与保护信号的联锁等控制逻辑进行验证，保证机组运行期间单棒控制功能的完整性；
2) 一回路打压试验(17. 6Mpa，120°C )完成后，至热态的加热过程开始控制棒成组试验，主要对手动成组、半自动、全自动模式下的成组的控制逻辑进行验证，保证机组运行期间控制棒成组控制功能的完整性；进行这部分试验期间，须通过堆外核测系统监视屏监视反应堆周期变化，当反应堆周期小于60秒时，应立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核测系统显示周期大于999秒后，由当班值长决定是否继续试验；在进行成组控制棒提升时，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成组提升控制棒时，最多允许将一组控制棒提升到上限位，而另一组控制棒提升到不超过74%堆芯高度，严格禁止同时将两组及以上控制棒提升到上限位；
3)四台主泵全部启动后，即一回路处于全流量状态时，开始进行控制棒掉棒试验， 主要验证在出现保护信号后控制棒能够正常掉落。
本发明的使用必须有严格的依据，为了保证核安全，控制棒综合试验原限制条件是在一回路加热期间禁止成组提升控制棒，目的是防止反应堆反应性失控。反应堆堆芯反应性与堆芯燃耗、反应堆功率、冷却剂温度、硼酸浓度、控制棒位置等参数有关。反应堆在达到临界状态前，在冷态、加热和热态下，堆芯燃耗和功率都是不变化的，因此，反应性仅与冷却剂温度、堆芯硼酸浓度和控制棒位置相关，因此可计算出反应堆的反应性。经计算，在反应堆一回路加热过程中，即使价值最大的两组控制棒一组提到堆芯顶部，另一组提到60% 堆芯高度，反应性最大值仍然小于-16%，满足技术规格书在加热过程中反应性小于-2% 的要求；即使考虑最极限情况，所有十组控制棒均提出堆芯，在加热过程中，依靠硼效应，反应堆反应性最大值-7. 93%，依然满足技术规格书的要求。根据此计算结果，在一回路加热期间进行控制棒综合试验的成组提升和落棒操作是安全、可行的。
权利要求
1 控制棒综合试验方法，其特征在干它包括如下步骤， 1)一回路冷态时满足试验先决条件下，在一回路打压试验前，进行控制棒综合试验的单棒部分试验，主要对控制棒单束棒的棒位显示、选择、提升、下插、掉落、与保护信号的联锁等控制逻辑进行验证，保证机组运行期间单棒控制功能的完整性； 2)一回路打压试验完成后，至热态的加热过程开始控制棒成组试验，主要对手动成组、半自动、全自动模式下的成组的控制逻辑进行验证，保证机组运行期间控制棒成组控制功能的完整性；进行这部分试验期间，须通过堆外核测系统监视屏监视反应堆周期变化，当反应堆周期小于60秒吋，应立即停止提升控制棒，待原因查明且堆外核测系统显示周期大于999秒后，由当班值长决定是否继续试验；在进行成组控制棒提升时，每提升10%堆芯高度需要停止提升60秒；在成组提升控制棒时，最多允许将ー组控制棒提升到上限位，而另ー组控制棒提升到不超过74%堆芯高度，严格禁止同时将两组及以上控制棒提升到上限位； 3)四台主泵全部启动后，开始进行控制棒掉棒试验，主要验证在出现保护信号后控制棒能够正常掉落。
专利摘要
本发明是一种反应堆控制棒试验方法，具体涉及优化反应堆控制棒综合试验安排，减少试验占用核电站大修主线时间的控制棒综合试验方法。在一回路冷态和加热期间依次开展控制棒单棒试验、控制棒成组试验、控制棒掉棒试验。按照本发明所提供的试验方法，在一回路冷态和加热期间依次完成了控制棒单棒试验、控制棒成组试验、控制棒掉棒试验。试验期间仪控系统记录的反应性数据完全在安全范围以内，控制棒综合试验不再占用大修主线时间。
文档编号G21C7/12GKCN102693763SQ201110067628
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月21日
发明者宋雨, 徐霞军, 李伟, 罗慧, 苑伟宇, 袁屹昆 申请人:江苏核电有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan