壓水堆核電站一回路硼濃度測量

王曉磊

（大亞灣核電運營管理有限責任公司 生產部，廣東 深圳518124）

1 硼表簡介

反應性安全是壓水堆核電站的三大安全功能之一，安全功能包括：反應性安全功能，冷卻安全功能，屏障安全功能。壓水堆核電站一般采用改變冷卻劑中硼濃度、控制棒、可燃毒物棒控制過剩反應性，保證反應性安全功能。其中改變冷卻劑中硼濃度主要用于補償時間過程較慢的反應性變化，優(yōu)點是有利于展平堆芯功率分布，提高核電站運行的經濟性與安全性；另外核電站在停堆、換料期間或大修期間，要保持一定硼濃度使反應堆維持次臨界狀態(tài)并具有足夠的次臨界深度。因此需要對一回路冷卻劑的硼濃度進行連續(xù)的測量和監(jiān)視，在機組正常運行階段以便觀察一回路中硼濃度變化的趨勢；并在一回路的硼濃度少于設定值50ppm時給出報警REN055AA，以警告操縱員注意一回路硼濃度的異常變化并作相應的處理。在機組大修階段用來防止一回路冷卻劑的誤稀釋。

硼表測量原理簡述：測量裝置與核取樣回路連接，測量裝置中安裝有中子探測器和中子源，核電站主回路中的硼-10對熱中子具有很大的吸收截面。探測器輸出的脈沖信號計數(shù)率與探測器接收到的熱中子數(shù)成正比。硼表通過脈沖信號測量通道對脈沖信號進行采集，數(shù)據處理單元通過中子計數(shù)率計算出回路中的硼濃度，見圖1硼表測量原理圖。

圖1 硼表測量原理圖

2 壓水堆核電站技術規(guī)格書中對硼表的要求

壓水堆核電站共分六個運行模式，分別為：反應堆功率運行模式（RP）、蒸發(fā)器冷卻正常停堆模式 （NS/SG）、RRA冷卻正常停堆模式（NS/RRA）、維修停堆模式（MCS）、換料停堆模式（RCS）、完全卸料模式（RCD），在不同模式下硼表不可用時的緩解措施見表1。

3 硼表連接方式

硼表在各種工況的不同在線方式：為了保證一回路的硼濃度測量準確，除了硼表所在管線的在線正確、硼表本身沒有故障之外，還要保證流入硼表內一回路冷卻劑的流量具有代表性（一般要求的數(shù)值為大于100升/小時）。按機組工況的不同，硼表所在的流體管線在線需進行改變。

硼表連接方式共有三種：

①在機組正常運行階段，三臺主泵處于運行狀態(tài)，硼表在線到RCP→RCV連接方式。一回路中的冷卻劑由主泵強迫循環(huán)來保證均勻混合。硼表的連接是從RCP二環(huán)路或三環(huán)路的熱管段 RCP625/ 635VP→→REN101/102VP→→REN003/002RF→→REN012/013RF→→REN313/312VP→→REN313/312WV→→軟管連接→→REN799WV→→REN012MG—REN007MD→→RCV002BA中，這樣硼表不但對一回路的硼濃度進行了測量，而且測量以后的流體流入RCV002BA通過上充泵重新進入一回路。

②機組下行時，當一回路中處于120℃,或機組大修結束一回路排氣結束后，升壓到7bar后，要在線到RRA→RCV連接方式。一環(huán)路中的RCP001PO在運行，RRA系統(tǒng)連接控制一回路升降溫的速率和對一回路均勻攪拌。若還采用機組正常運行階段的連接方式，由于二環(huán)路和三環(huán)路中沒有主泵在運行，起不到較好的混合作用時，不能準確測量一回路的硼濃度；因此將REN的硼濃度測量管線進行適當?shù)母淖儯涸赗RA001/002PO的出口連管處經RRA621VP→→REN122VP→→REN001RF→→REN011RF→→REN211VP→→ 軟 管 連 接 →→REN799WV→→REN012MG—REN007MD→→RCV002BA中。這時一回路的溫度也相對較高。液體進入硼表時采用兩個次冷卻器；一回路的壓力也相對較高。通過上述的方式經過硼表的流量直接進入一回路比較困難，因此先進入RCV002BA，通過上充泵重新進入一回路。

③當一回路的壓力降到7bar以下時，一回路壓力較低，上充泵也即將處于停運狀態(tài)。硼表的測量管線需在線到RRA→RCP連接方式，在RRA001/002PO的出口連管處經RRA621VP→→REN122VP→→REN001RF→→REN511VP→→ 軟管連接→→REN799WV→→REN012MG—REN020MD →→REN800WV →→REN514VP →→REN002RF→→REN102VP→→RCP625VP靠RRA的壓頭進入RCP一回路的二環(huán)路；這時因為一回路溫度和壓力都比較低，在管線中采用了單個冷卻器，同時將測量液直接回收注入一回路。

表1 不同模式下硼表不可用時的緩解措施

4 總結

改變一回路冷卻劑硼濃度作為保證反應性安全的重要手段，需要時刻監(jiān)視一回路冷卻劑硼濃度，硼表作為唯一的一回路硼濃度連續(xù)監(jiān)測的手段，對反應性的控制有重要的意義。

［1］硼表維修手冊[S].

［2］廣東核電培訓中心.900MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設備[M].原子能出版社,2007.