一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法与流程

本发明涉及压水堆核电厂控制棒组件包壳磨损风险的识别和控制，尤其涉及一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法。

背景技术：

1、控制棒在堆内使用时，随着使用寿命的增长，由于辐照、步跃、流体冲刷等作用，会发生肿胀、磨损等现象。其中控制棒包壳磨损通常在控制棒的整个寿期内都会出现，不同电厂由于堆芯环境、控制棒组件使用策略的不同，磨损风险有所不同。磨损会影响控制棒使用寿命，导致控制棒提前更换，降低电厂运行经济性。过度磨损可能危及控制棒的完整性和停堆功能，甚至影响堆芯冷却。控制棒包壳磨损原因是包壳与控制棒导向筒中导向板或燃料组件导向管摩擦造成的，磨损可能与控制棒导向筒1中连续导向段设计(连续导向段3)、上封头(上封头区域5，在上腔室区域6下方)及喷淋嘴设计(喷淋嘴2)、上部堆芯围板4相对位置高度设计等因素有关，如图1所示。

2、目前，各核电厂对控制棒运行性能监督的做法大都基于行业经验、不尽相同，有些电厂控制棒入堆后第一循环开始进行控制棒检查，有些电厂控制棒入堆后5-8年进行控制棒检查。控制棒运行性能监督以及缓解的时机关系核电厂运行的安全性和经济性，监督工作开展过早可能增加大修成本和大修时间；监督以及缓解工作开展过晚可能造成运行过程中控制棒包壳完整性丧失，影响机组运行安全性和经济性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，解决了在设计阶段或未实施控制棒池边检查的条件下提前识别控制棒包壳可能存在的磨损风险问题，并针对性地解决了控制和降低磨损风险的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1：获取核电厂信息；

5、步骤2：识别磨损潜在因素；

6、步骤3：判断磨损因素的危害程度；

7、步骤4：整体判断磨损的风险；

8、步骤5：控制和降低磨损风险。

9、步骤1中，获取核电厂堆芯、堆内构件、燃料组件和控制棒的设计信息。

10、步骤2中，磨损因素为造成控制棒受到切向阻力，或者造成控制棒包壳产生相对微小的位移振动，或者造成控制棒包壳微小位移震动现象加剧。

11、步骤3中，控制棒包壳的磨损因素的危害程度与持续时间、复杂程度、以及大小密切相关，据此判断磨损因素的危害程度。

12、步骤4中，基于步骤3判断出的磨损因素危害程度，识别电厂存在的高磨损因素项目数量，项目数量越多，控制棒整体的磨损风险越高。

13、步骤5中，依据步骤4得出的电厂控制棒包壳整体磨损风险水平，采取针对性措施控制和降低磨损风险。

14、进一步地，对于高磨损风险电厂，从控制棒运行首循环开始制定并实施控制棒包壳磨损缓解措施；对于中磨损风险电厂，在控制棒运行4-6年开展控制棒池边检查，并依据检查结果制定针对性的磨损缓解措施；对于低磨损风险电厂，在控制棒运行寿期末开展一次控制棒池边检查，确认整个寿期内控制棒的性能符合设计要求。

15、与现有技术相比，本发明提供的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法具有以下有益效果：

16、本发明通过识别控制棒包壳的磨损风险，可为干预控制棒包壳的磨损行为提供准确的切入时间的指导，提升机组运行的安全性和经济性。

17、基于本发明提供的方法，既可以避免过早开展控制棒包壳磨损干预工作而导致无谓地运营及大修成本增加，又可及时切入控制棒运行状态监督工作，避免控制棒包壳产生过度磨损影响机组运行的安全性和经济性。

技术特征：

1.一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，步骤1中，获取的核电厂信息包括：堆芯、堆内构件、燃料组件和控制棒的设计信息。

3.根据权利要求1所述的核电厂控制棒组件包壳磨损识别和控制方法，其特征在于，步骤2中，磨损因素为造成控制棒受到切向阻力，或者造成控制棒包壳产生相对微小的位移振动，或者造成控制棒包壳微小位移震动现象加剧的设计项目。

4.根据权利要求1或3所述的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，控制棒包壳的磨损因素的危害程度与持续时间、复杂程度、以及大小密切相关，据此判断磨损因素的危害程度。

5.根据权利要求1所述的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，步骤4中，基于步骤3判断出的磨损因素危害程度，识别电厂存在的高磨损因素项目数量，项目数量越多，控制棒整体的磨损风险越高。

6.根据权利要求5所述的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，步骤5中，依据步骤4得出的电厂控制棒包壳整体磨损风险水平，采取针对性措施控制和降低磨损风险。

7.根据权利要求6所述的核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，其特征在于，对于高磨损风险电厂，从控制棒运行首循环开始制定并实施控制棒包壳磨损缓解措施；对于中磨损风险电厂，在控制棒运行4-6年开展控制棒池边检查，并依据检查结果制定针对性的磨损缓解措施；对于低磨损风险电厂，在控制棒运行寿期末开展一次控制棒池边检查，确认整个寿期内控制棒的性能符合设计要求。

技术总结
本发明涉及压水堆核电厂控制棒组件包壳磨损风险的识别和控制技术领域，针对在设计阶段或未实施控制棒池边检查的条件下提前识别控制棒包壳可能存在的磨损风险问题，本发明提供了一种核电厂控制棒组件包壳磨损风险识别和控制方法，包括：获取核电厂信息；识别磨损潜在因素；判断磨损因素的危害程度；整体判断磨损的风险；控制和降低磨损风险。本发明通过识别控制棒包壳的磨损风险，可为干预控制棒包壳的磨损行为提供准确的切入时间的指导，提升机组运行的安全性和经济性。

技术研发人员：杜超,滕良鹏,钱仲悠,官益豪,黄伟兵,向群,刘晶,陈理江,李昂,丁针挺,金岚岚,石浩宇,赵一凡,翁家源
受保护的技术使用者：三门核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16